超疏水紡織品由于其特殊的浸潤特性,使其在自清潔、抗污、油水分離、防覆冰及耐腐蝕等領(lǐng)域中具有潛在的應用價值,隨著科研人員對超疏水表面的研究不斷深入,已經(jīng)報道了許多構(gòu)筑超疏水表面方式和手段。常壓等離子體射流技術(shù)作為一種新型的表面改姓技術(shù),具有操作簡單、能耗少、成本低及安全性高等眾多優(yōu)點。本文在大氣環(huán)境下,以氧氣為離子化氣體,六甲基二硅氧烷(HMDSO)和八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)為單體,利用大氣壓等離子體射流技術(shù)在棉織物上一步制備超疏水表面,并探索了將超疏水棉應用于油水分離上的可行性。本文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)以HMDSO為單體,將占空比、單體流量以及離子化氣體的種類和流量對改性織物的表面形貌和疏水性能進行了考察。結(jié)果表明:在占空比為60%,單體流量為15g/h,離子化氣體流量為1500L/h時,改性織物可獲得優(yōu)異的超疏水性能,同時經(jīng)氧氣等離子改性棉織物的接觸角明顯要比在氮氣等離子體改性的高。(2)以D4為單體,對占空比、單體流量以及離子化氣體和流量對改性織物的表面形貌和疏水性能進行了考察,同時與以HMDSO為單體所獲得的改性棉織物進行疏水性能的比較。結(jié)果表明:在同等條件下,以HMDSO為單體所獲得的超疏水棉織物在接觸角大小及疏水薄膜的穩(wěn)定性都要優(yōu)于D4。(3)利用紅外吸收光譜、掃描電鏡以及EDS對改性前后織物的表面形貌和化學成分進行了分析,發(fā)現(xiàn)改性后纖維表面沉積了一層由納米顆粒堆積形成的薄膜,紅外吸收光譜顯示Si-O-Si,S-CH_3等化學鍵被接枝到棉纖維的表面,元素分析結(jié)果表明,硅元素均勻地存在于纖維表面。(4)對經(jīng)過兩種單體改性后的棉織物進行了服用性能測試并與原樣形成對比,發(fā)現(xiàn)這種改性方式幾乎不影響棉織物的透氣透濕性和拉伸強力性能,同時將改性織物在大氣環(huán)境中存放三個月后發(fā)現(xiàn),接觸角值并未出現(xiàn)明顯的下降,且水洗干燥之后織物接觸角下降的度數(shù)在可接受的范圍內(nèi)。(5)最后對超疏水棉在油水分離上的應用性開展了研究,發(fā)現(xiàn)改性棉對不同的油水混合物的分離的效率非常高,并且對油-水混合物在十次分離后效率仍然能達到95%以上,而且對乳化油也有一個非常好的分離效果,同時對強酸強堿及高溫等惡劣條件也具有一定的抵抗能力。
【學位單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TS195.5
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 超疏水表面概述
    1.2 超疏水材料的制備方法
        1.2.1 浸漬法（Dip coating）
        1.2.2 溶膠-凝膠法（Sol-gel method）
        1.2.3 噴涂法（Spray coating）
        1.2.4 氣相沉積法（Vapor deposition method）
        1.2.5 靜電紡絲法（Electrospinning）
        1.2.6 層對層沉積技術(shù)（Layer-by-layer deposition technology）
        1.2.7 等離子體改性（Plasma modification）
    1.3 常壓等離子體射流的優(yōu)點
    1.4 常壓等離體子射流制備超疏水織物的應用研究
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料和研究方法
    2.1 化學試劑和實驗儀器
        2.1.1 化學試劑
        2.1.2 大氣壓等離子體射流裝置和實驗儀器
    2.2 超疏水棉織物的制備方法
        2.2.1 有機硅單體的性質(zhì)
        2.2.2 大氣壓等離子體射流制備超疏水棉織物
        2.2.3 分析測試方法
第三章 實驗結(jié)果
    3.1 各實驗參數(shù)對六甲基二硅氧烷改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
        3.1.1 占空比對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
        3.1.2 單體流量對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
        3.1.3 放電氣體流量對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
    3.2 各實驗參數(shù)對八甲基環(huán)四硅氧烷改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響..
        3.2.1 占空比對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
        3.2.2 單體流量對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
        3.2.3 放電氣體流量對改性棉織物疏水性能和表面形貌的影響
    3.3 大氣壓等離子體射流技術(shù)對兩種單體改性棉織物的原理性探討
        3.3.1 表面形貌分析
        3.3.2 紅外光譜分析
        3.3.3 EDS分析
    3.4 HMDSO和 D4 單體等離子體聚合機理探討
    3.5 改性織物的服用性能測試
        3.5.1 透氣性測試
        3.5.2 拉伸強力測試
        3.5.3 柔軟性測試
        3.5.4 耐久性測試
        3.5.5 穩(wěn)定性測試
        3.5.6 透濕性測試
第四章 超疏水棉非織物的應用性能研究
    4.1 前言
    4.2 改性棉非織物的疏水效果
        4.2.1 放電氣體和單體的種類對改性非織物疏水效果的影響
        4.2.2 拒水親油性能測試
        4.2.3 自清潔性能測試
    4.3 油水分離實驗
        4.3.1 水中吸油實驗
        4.3.2 油水混合物分離實驗
        4.3.3 乳化油水混合物的分離
        4.3.4 耐腐蝕及高溫測試
        4.3.5 耐磨性測試
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
致謝

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