二氧化硅纳米颗粒及其无粘合剂高疏水尼龙织物涂层研究

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如今,超疏水涂层因其广泛的应用而受到越来越多的关注,包括电子设备、防水和自清洁纺织品、适用于电网设备的防冰表面、防腐设备、生物医学设备、建筑行业、抗菌织物、防海洋工业中的生物污损表面和油水分离。微纳米粗糙度和低表面能的结合可以产生超疏水表面。尼龙6机织织物是一种较轻、机械强度高且有光泽的织物。另一方面,二氧化硅也是涂料行业的重要原材料,因为它可以提供广泛的功能和益处。涂料工业中使用的二氧化硅,et al级是合成生产的,通常符合更高的质量控制标准,通常具有更严格的物理化学要求,例如颜色和亮度。轻质环保功能性梭织面料在这个时代有着更高的市场需求。亲水表面的超疏水性可以通过用低表面能化合物对微纳米粗糙表面进行化学改性来获得。本文提出了一种简便且非氟化的方法来构建超疏水尼龙机织织物,该方法基于原硅酸乙酯(TEOS)的水解和缩合制备二氧化硅纳米粒子,然后与端氨基偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和长链疏水剂十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)交联制备涂层液,使用喷涂和浸涂技术,将制备的水性涂料溶液附于尼龙织物上,制备了超疏水尼龙织物。通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究了处理后织物的二氧化硅纳米颗粒的形成、形态和结构,处理后的织物表现出优异的拒水性和耐洗牢度。本文具体研究结果如下:1.二氧化硅纳米粒子的合成采用改进的St(?)ber方法进行处理,得到直径为51-60 nm的单分散粒子。阐明了二氧化硅纳米粒子和APTES以及织物之间可能的相互作用。2.将HDTMS添加到APTES分散体中,制备了用于超疏水织物涂层的水性涂层溶液。通过使用喷涂和浸涂技术,将制备的水性涂料溶液应用于织物,纳米二氧化硅粒子与织物表面产生无粘合剂表面粘合。附着在织物表面的纳米粒子可以提高涂层织物表面的粗糙度。3.通过水接触角(WCA)研究织物的疏水性,测试结果表明,处理后的织物表现出优异的拒水性,水接触角高达151°。在这个实验中,纳米粒子聚集到溶液中,水解的APTES和二氧化硅表面的Si-OH基团发生反应。纳米颗粒表面和-NH2基团稳定了各个基团在甲苯中的分散。HDTMS也分散在溶液中,水解的HDTMS分子在表面形成Si-O-Si键。结果,具有低表面自由能的长链有机硅烷被引入织物表面。在没有任何粘合剂的情况下,在喷涂和浸涂后出现疏水涂层表面,并进行额外处理。超疏水尼龙6机织织物采用喷涂法涂覆,静水接触角151.8(?)。表征表现出良好的自洁倾向,已用不同的液体材料进行了测试,在常规用途中受到关注。透气性是考虑因素之一,未涂层和涂层尼龙织物的差异非常小,因为机织织物由于编织结构而具有低孔隙率。测试分析结果表明,经处理的尼龙6机织织物在100 Pa/mm H2O压力下的透气性值差异较小。涂层织物的耐久性也在几次循环洗涤后确定,并且在每个洗涤步骤后测试了水接触角(WAC)。这表明涂层尼龙织物的洗涤耐久性是好的。因此,该研究达到了利用二氧化硅纳米粒子制备高疏水性尼龙6机织织物的目的。
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