纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展

超疏水表面因其优越的拒水性和自清洁能力,成为新材料研究的热点。超疏水功能表面的应用领域与其表面基质息息相关,以纤维为基材制备的超疏水表面因其原料易得,应用范围广,并且有望实现工业化生产而得到重视。纤维基超疏水表面的制备方法主要有层层组装法、溶胶-凝胶法、水热法、纳米粒子负载法以及气象沉积法等,通过这些方法可以制备大面积、性能稳定的纤维基超疏水材料。本文对纤维基超疏水功能表面材料的制备方法进行了综述,并对超疏水表面的功能复合及研究发展趋势进行了展望。     

木质素基超疏水涂层的制备与表征

利用油酸对玉米秸秆纤维素乙醇残渣木质素进行疏水改性后,配制成喷涂液喷涂于基材表面获得木质素基超疏水涂层。采用红外光谱、扫描电镜、接触角测试等分析方法对木质素基超疏水涂层进行表征。结果表明,木质素基超疏水涂层表面形貌与荷叶相似,由葡萄串状微纳米结构组成。木质素基超疏水涂层在抗酸碱腐蚀实验中表现出良好的耐酸碱性;在酸性或碱性溶液中,木质素基超疏水涂层的表面接触角始终都稳定在约153°。同时,该涂层对不同黏稠度的流体食品均有良好的抗粘附能力,相对于在普通塑料杯中,蜂蜜在该涂层表面的残留量降低了93.5%。因此,实验制得的木质素基超疏水涂层应用在食品包装容器内壁,可有效防止流体食物在包装上的残留,减少浪费。     

超疏水纸基材料的制备及其性能分析

本研究采用浆内施胶的方法抄纸,用柠檬酸(CA)预处理提高其表面活性,再用纤维素纳米纤丝/二氧化钛(CNF/TiO₂)悬浮液涂布,以提高纸基材料表面粗糙程度,最后用烷基烯酮二聚体(AKD)乳液浸渍处理以提高纸基材料的憎水性,得到超疏水纸基材料。结果表明,CA预处理显著改善了纸基材料的表面活性,使纸基材料具有更高的TiO₂保留率,使其更易达到超疏水纸基材料所需的表面粗糙度。制备的超疏水纸基材料表面接触角达153.8°,达到超疏水要求,且具有良好的自清洁能力。     

超疏水结构应用于纺织品的研究进展

超疏水纺织品具有防水、防污以及自清洁能力,成为功能性纺织品的研究热点之一。在介绍超疏水原理的基础上,综述了溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、浸涂法、自组装法等超疏水纺织品的制备方法,以及低表面能材料在超疏水纺织品制备中的应用。     

超疏水织物表面的研究进展

超疏水织物具有防水、防污、自清洁等优良特性,是目前功能纺织品研究的热点之一.其中超疏水织物表面的制备方法是研究的关键,介绍了研究疏水性表面的基本理论,综述了近期超疏水织物表面的制备方法(包括溶胶-凝胶法、湿化学方法、聚合物成膜法),展望了该领域的发展方向:如何经济有效地得到微米-纳米二元阶层结构表面是研究者主要关心的问题.     

纺织纤维超疏水表面研究进展

超疏水织物具有很多优良特性,是功能纺织品研究热点之一.对超疏水的机理及制备方法进行了综述,对比了溶胶-凝胶法、纳米粒子负载法、气相沉积法、层层自组装法和水热法等的特点和应用,展望了超疏水纺织纤维的发展和应用前景.     

阻燃超疏水涤/棉混纺织物的制备及其性能

为实现涤/棉混纺织物同时具有阻燃和超疏水功能,以生物基的壳聚糖(CS)和植酸(PA),采用层层自组装方法在涤/棉混纺织物上构建阻燃涂层,并采用含氟的超疏水整理剂处理涤/棉混纺织物。测定了织物的阻燃和超疏水性能及热稳定性;并观察了阻燃处理前后织物及其垂直燃烧后残炭的外观形貌。结果表明:经CS/PA阻燃处理后织物的极限氧指数(LOI值)可以达到30.6%,经超疏水处理会使其LOI值有所降低,但静态接触角可以达到150°以上,可获得阻燃超疏水功能,并具有一定的水洗耐久性;织物经阻燃超疏水处理,有利于提高其高温稳定性和促进其成炭,CS/PA阻燃涂层可发挥膨胀阻燃作用。     

纤维素纳米纤维作为黏合剂制备超疏水纸

本文报告了通过简单的两步浸渍涂布法制备超疏水纸。首先,使用含沉淀碳酸钙颜料(PPC)和纤维素纳米纤维的含水悬浮液在滤纸上浸渍涂布形成粗糙表面。然后,将浸渍涂布后的滤纸用含烷基烯酮二聚体(AKD)的正庚烷溶液处理制备超疏水纸,通过测量水接触角来表征制备纸样的超疏水性能。扫描电镜图片表明:加入和不加纤维素纳米纤维时涂布纸样品表面的不同,可以看出纳米纤维起到了黏合作用。说明纤维素纳米纤维是形成粗糙PPC涂层实现超疏水的关键成分,它明显地提高了PCC团簇在纸张表面的留着,而留着的PCC团簇提供了形成超疏水表面所需的双重粗糙结构。     

超疏水膜的相分离法制备及对棉织物的整理

基于相分离法,以对二甲苯为溶剂,2-丁酮为非溶剂,制备了具有超疏水性的聚丙烯(PP)微孔膜;通过探讨工艺条件对微孔膜疏水性能的影响规律,确定了最佳工艺条件。在该超疏水微孔膜成功制备的基础上,设定两种不同的整理方案,对棉织物进行整理。采用傅里叶红外光谱表征微孔膜的化学组成,采用接触角仪、扫描电镜分别表征微孔膜和棉织物的润湿性能及表面形貌,并对整理前后织物性能进行测试。结果表明,整理后棉织物透湿性基本保持不变,透气率降低,断裂强力增加。试验发现,方案B的整理效果更好,整理后棉织物与水的接触角可达到155°。     

超疏水抗菌包装纸的制备及其性能研究

以竹浆为原料,结合浆内添加山梨酸钾和表面涂布蜂蜡-纳米TiO2复合物的方法制备了具有自清洁功能的超疏水抗菌纸。利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）仪、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、抗张/耐折度仪和接触角测定仪对纸张的表面形貌、元素组成、化学结构、力学性能及疏水性能进行了表征。结果表明,所制备的超疏水抗菌纸的抗张指数为89.7 N·m/g,加热处理后其水接触角（WCA）可达152.6°,被酸/碱液浸泡12 h后,其WCA仍能稳定保持在140°以上,具有优异的自清洁特性。抗菌测试结果表明,制得的超疏水抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到约100%,说明该超疏水抗菌纸在食品包装用纸领域具有较大的应用潜力。