论文部分内容阅读
自发现荷叶的超疏水现象以来,生物模拟超疏水表面以其优异的性能引起了全世界的广泛关注。本文采用化学浴沉积法,使纳米ZnO的制备与纳米ZnO在棉织物表面上的负载一步完成,然后用硬脂酸处理,制得超疏水棉织物。负载于织物上的纳米ZnO还可吸收和屏蔽紫外线,赋予织物抗紫外的功能。实验比较了不同锌源、碱剂处理后棉织物的疏水效果,结果表明醋酸锌、硝酸锌、氯化锌和硫酸锌四种锌源,处理后样品硝酸锌的疏水性能最好；六亚甲基四胺、尿素、氨水、碳酸铵四种碱剂,处理后样品氨水的效果最好；硝酸锌和氨水处理后棉织物的水接触角为149.08±1.06°。实验又以硝酸锌和氨水为原料,设计了G1-G4四种工艺,结果表明G3工艺处理后样品疏水效果好且流程短。文中还探讨了不同工艺条件对处理后样品的浸润性和抗紫外性的影响,实验结果表明：随锌离子浓度的增加,接触角先急剧增大再基本保持不变后又减小,当锌离子浓度为0.1-0.3mol/L时,样品的接触角均在145°左右,疏水效果处于稳定态；随浓氨水体积的增加,接触角先逐渐增大(4mL时例外),后基本保持不变,当氨水体积大于8mL时,样品的超疏水性能处于稳定态,接触角均大于145°；随沉积温度的增加,接触角先增大后减小,当温度为70℃时达最大值；随沉积时间的延长,接触角先急剧增大,后基本保持不变,当反应时间大于60min时,样品的疏水性能处于稳定态；随硬脂酸浓度的增加,接触角先急剧增大后缓慢增加,20mmol/L寸接触角为150±0.83°,50mmol/L时5uL的水滴已不能黏附于织物上。抗紫外研究发现：原棉与仅用硬脂酸处理样品的紫外透过率曲线基本重合,UPF值分别为4.72和4.82；随锌离子浓度的增加,样品的UPF值逐渐增大,锌离子浓度为0.4mol/L时样品的UPF值为46.36；不同氨水体积处理的样品当氨水体积为4mL时,抗紫外效果最好,UPF值为81.57,而8-16mL时UPF值基本不变,20mL时UPF值最小；UPF值随温度的增加不断增大,当温度为90℃时达最大值,为28.43；样品的抗紫外性能随处理时间的增加而变好；随硬脂酸浓度增加UPF值缓慢的增加,50mmol/L时的UPF值为35.39。XRD分析表明,在沉积处理之后拒水剂处理之前,棉织物上的沉积物为Zn(OH)2和少量的ZnO；经过硬脂酸处理和焙烘后,棉织物上的Zn(OH)2完全转化为ZnO。SEM分析表明,沉积在织物上的ZnO以微米级花簇状形式存在,每个花簇由大量针状纳米ZnO构成,再经过硬脂酸处理后,花簇上明显覆盖一层物质,推测为硬脂酸。其它性能测试研究发现,采用本文的实验方法处理所得的超疏水抗紫外棉织物,其断裂强度和撕破强度均基本保持不变,处理后样品的白度值略微上升,该方法的一个很大的缺点是耐皂洗牢度较差,经标准洗涤剂洗涤后棉织物由超疏水转变为超亲水。