【摘 要】
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近年来,由于超疏水材料在防污自清洁、减阻、油水分离等方面表现出潜在的应用价值,并对在生物、医学、工业等领域具有重要的研究意义,超疏水材料已成为研究人员所关注的热点。但由于其独特的表面结构与化学组成,使其存在耐久性差、机械性能差、含氟等问题,难以满足实际需求。为了制备出长效耐久的超疏水材料,本课题采用热稳定性好、耐候性强、硬度高且对环境友好的有机硅树脂和丙烯酸树脂作为原料,然后通过化学键接枝的方法将
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近年来,由于超疏水材料在防污自清洁、减阻、油水分离等方面表现出潜在的应用价值,并对在生物、医学、工业等领域具有重要的研究意义,超疏水材料已成为研究人员所关注的热点。但由于其独特的表面结构与化学组成,使其存在耐久性差、机械性能差、含氟等问题,难以满足实际需求。为了制备出长效耐久的超疏水材料,本课题采用热稳定性好、耐候性强、硬度高且对环境友好的有机硅树脂和丙烯酸树脂作为原料,然后通过化学键接枝的方法将有机硅树脂与丙烯酸树脂结合制备基体树脂,最后将其涂覆到棉织物或海绵上,制备出了具有自清洁/油水分离能力的长效超疏水复合材料。本文的主要研究内容如下:（1）采用静电纺丝法对棉织物表面进行疏水改性。本章设计了一种兼具有机硅和丙烯酸树脂特性的疏水性树脂,然后以棉织物作为载体,通过静电纺丝的方法将复合树脂涂覆到棉织物表面,并通过改变纺丝工艺来控制复合树脂在棉织物表面的形貌,以提高复合材料的疏水性。结果表明,所制备的复合棉织物的水接触角可达156.7±1.6°,滚动角可达6.7±1.1°,具有超疏水性;同时在经过100 m L水以1.4 m/s的速度垂直水流冲击实验后,所制备的超疏水复合棉织物依旧具有良好的疏水性。此外,在棉织物表面涂覆所制备的复合树脂,可以有效提高超疏水复合棉织物对酸碱溶液的疏水性和防污自清洁性能。（2）采用喷涂法对棉织物表面进行疏水改性。本章设计了一种具有自分层特性的硅-丙烯酸杂化树脂,然后以棉织物作为载体,通过喷涂法将复合树脂涂覆到棉织物表面,固化后的涂层可形成两层,其中底层的丙烯酸组分,可以与棉织物表面的纤维素分子形成极性键或氢键,增强附着力,而表面的有机硅树脂作为功能组分,可以有效提高棉织物疏水性,结果表明,所制备的复合棉织物的水接触角可达156.7±1.9°,滚动角可达8.0±1.6°,具有超疏水性。同时,所制造的超疏水复合棉织物也具有良好的机械强度和耐高温性能,在经受500 g的恒定载荷下20次循环磨损的砂纸磨损和120℃的高温烘烤后,依旧保持较高的疏水性。此外,超疏水复合棉织物表现出稳定的油水分离能力,显示出多功能特性,在许多棉织物表面处理中具有潜在应用价值。（3）采用浸泡法对海绵纤维表面进行疏水改性。本章将107硅橡胶改性丙烯酸树脂作为功能树脂,然后通过浸泡的方法将其涂覆到海绵表面,制备了一种水接触角为152±1.6°,滚动角为9.0±1.1°的超疏水复合海绵。所制备的超疏水复合海绵具有优异的疏水亲油能力,可以吸附烷类、酯类、醚类等多种有机溶剂,其中对三氯甲烷的吸附能力可达200 g/g以上,并且在经过20次吸附释放,经过400次压缩松弛试验,150℃高温烘烤后,超疏水复合海绵依旧保持良好的疏水性和吸油能力。此外超疏水复合海绵还具有稳定的油水分离能力,在可控油水分离中具有潜在应用价值。
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