超疏水涂層材料具有自清潔、油水分離、防腐蝕、減阻、防冰等重要特性,在科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注。然而,此類涂層材料在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問題,其中包括有機(jī)溶劑與含氟化合物的使用,以及機(jī)械穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。為了有效的解決這些問題,本論文利用長碳鏈烷基硅烷中的疏水長碳鏈與水性聚氨酯乳液中分散相之間的疏水相互作用,實(shí)現(xiàn)長碳鏈烷基硅烷在水性聚氨酯乳液中的有效分散,用于制備水性無氟的棉和滌綸織物用超疏水整理劑,并在含長碳鏈烷基硅烷的水性聚氨酯乳液中添加氧化硅納米顆粒以增大整理后纖維表面的粗糙度,從而提高織物的超疏水性能。本論文主要工作具體如下:（1）基于普通水性聚氨酯的棉織物超疏水整理:首先選用易得的市售普通水性聚氨酯（WPU）,將十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）通過攪拌分散于其中,然后加入氧化硅納米顆粒和交聯(lián)劑（IPDI）制備得到超疏水整理劑,并通過浸軋法對棉和滌綸織物進(jìn)行整理。結(jié)果表明,該超疏水整理劑對滌綸沒有效果,整理后原本疏水的滌綸織物反而變親水;在棉織物上具有顯著效果,親水的棉織物整理后水接觸角為157.7±2.0°,滾落角為20±1.2°;透氣性能下降不明顯,透氣率... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２自然界中水稻葉的表面圖片和水稻葉表面彩色掃描電子顯微圖??

第一章緒論?基于水性聚氨酯的棉、滌織物無氟超疏水整理研宄??氣／二、??Ｙｓｖ?液、???固?Ｙｓｌ??圖１－３接觸角７ＴＣ意圖??根據(jù)０的大小來判斷該固體表面的潤濕性能，當(dāng)９０°時(shí)，固體表面表現(xiàn)親水性??能，且接觸角越小，表示固體表面親水性能越好；當(dāng)０?＝?０°時(shí)，固體表面表現(xiàn)出完全??潤濕；當(dāng)９０°時(shí)，固體表面表現(xiàn)疏水性能，且接觸角越大，疏水性越強(qiáng)；當(dāng)０＝１８０°??時(shí)，該固體表面完全不被潤濕。??如果固體表面是光滑的，則固體表面的接觸角可以用楊氏方程Ｎ表示：??，，匕丨ｖｃ〇Ｗ?（?ｊ．！）??式中，｝＾ｖ為固－氣界面的表面張力（ｒｎＮｎｒ１）；）＾為液－固界面的表面張力（ｍＮｍ－１）；??ｙ／ｖ為液－氣界面的表面張力（ｍＮｎｒ１）?；?０為氣、固、液三相平衡時(shí)的接觸角（°）。??楊氏方程是一種理想狀態(tài)，即固體表面光滑平整、表面化學(xué)成分均一時(shí)此方程才??適用。在實(shí)際情況中，這種表面幾乎不存在，一般固體表面都有不同的粗糙結(jié)構(gòu)，而??粗糙結(jié)構(gòu)的存在對固體表面的潤濕性能也具有一定的影響。??１．２．３?Ｗｅｎｚｅｌ?模型??１９３６年，Ｗｅｎｚｅｌ５３］提出了粗糙表面的潤濕狀態(tài)模型（圖１－４），其方程為１－２所??示：??ｃｏ％ｅｒ＝ｒｃｏｓｄ?＝?ｒ｛Ｙｓｖ￣ｙｓＸ）／ｙＸｖ?（】＿２?）??式中，ｒ?yàn)楣腆w表面的粗糙系數(shù)，表示固－液界面實(shí)際面積與其表觀面積之比，所??以ｒ＞ｌ；?ｆｔ為表觀接觸角（°）?；?０為楊氏接觸角（°）。??４??

基于水性聚氨酯的棉、滌織物無氟超疏水整理研宄?第一章緒論??從該方程可以得出，當(dāng)０＜９〇°時(shí)，汰＜０，固體表面表現(xiàn)親水性，并且隨著固體??表面粗糙度的增加，表面接觸角降低，親水性能增強(qiáng)；當(dāng)９０°時(shí)，久＞０，固體表??面表現(xiàn)疏水性，并且隨著固體表面粗糙度的增加，表面接觸角增大，疏水性能增強(qiáng)。??但Ｗｅｎｚｅｌ模型也有一定的適用條件，若固體表面存在多相結(jié)構(gòu)，則Ｗｅｎｚｅｌ模型不再??適用。??■鹿■??圖１－４?Ｗｅｎｚｅｌ模型示意圖??１．２．４?Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ?模型??１９４４年，Ｃａｓｓｉｅ和Ｂａｘｔｅｒ＾５４］提出了適用于多相結(jié)構(gòu)表面的潤濕狀態(tài)模型。在此模??型中，水滴懸浮在粗糙結(jié)構(gòu)上，填充在凹槽中的空氣對液滴有一定的支撐作用，如圖??１－５所示。Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ模型的公式為１－３：??ｃｏｓ?必＝?＝乂?ｃｏｓ０?＋／２?ｃｏｓｇ?（１３）??式中，先為固體粗糙表面的表觀接觸角（°）?；?／ｉ為固－液接觸面積占總面積的比??值；／２為液－氣接觸面積占總面積的比值；久、込分別為液體與固、氣兩種物質(zhì)的表觀??接觸角。??由于液滴與空氣之間的接觸角為１８０°，所以Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ模型的公式還可以寫??為１－４所示：??ｃｏｓ６ｃ＝ｆｌｃｏｓ０］＋ｆ２－＼?（?Ｍ?）??由此公式可得，隨著粗糙度的增大，液體與空氣的接觸面積增大，則接觸角增大，??疏水性能增強(qiáng)。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含有全氟聚醚鏈的甲基丙烯酸酯聚合物的合成及其在棉織物上的應(yīng)用[J]. 霍濤,黃焰根,孟衛(wèi)東.  東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[2]Lu2Ti2O7薄膜的溶膠凝膠合成及電學(xué)特性[J]. 李寶讓,楊洋,楊智偉,程偉良.  光學(xué)精密工程. 2013(12)
[3]氨基硅-納米SiO2雜化材料的制備及超疏水性能[J]. 黃良仙,王前進(jìn),安秋鳳,郝麗芬,許偉.  印染助劑. 2013(11)
[4]納米TiO2制備方法的研究概述[J]. 吳林弟,伍明華.  廣東化工. 2010(11)
[5]有機(jī)-無機(jī)自組裝制備類荷葉結(jié)構(gòu)超疏水涂層及其性能研究[J]. 狄志勇,何建平,周建華,孫盾,王濤.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2010(07)
[6]有機(jī)氟織物整理劑的研究進(jìn)展[J]. 王秀霞,曹成波,馮圣玉.  化工進(jìn)展. 2002(12)

碩士論文
[1]POSS基含氟偶氮苯聚合物的制備及其潤濕性光響應(yīng)可逆轉(zhuǎn)換的研究[D]. 黃建寶.東華大學(xué) 2016



本文編號：3484932