介孔硅納米球制備自修復(fù)疏水棉織物.pdf

1、在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，固體材料表面性能的破壞和損耗很大程度上是由于液體的參與，如流動摩擦、腐蝕、結(jié)垢和生物附著等。因此如何有效的減少固液接觸在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義。超疏水表面由于其低表面能，能有效的減少固液之間的接觸，具有優(yōu)異的自清潔和防粘性能。但是人造的超疏水表面在使用過程中，由于外界環(huán)境的污染、機(jī)械力的破壞等，其性能難以維持長期的有效性。因此制備表面形態(tài)穩(wěn)定，具有持續(xù)疏水性能的表面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　制備自修復(fù)的超

2、疏水表面主要有兩種方法：一是基于在粗糙多孔材料孔隙內(nèi)填充疏水性物質(zhì)；二是建立在界面上的疏水性膠體粒子的自組織。介孔硅納米粒子具有高比表面積、高負(fù)載、良好的機(jī)械及熱穩(wěn)定性，毒性小，優(yōu)良的生物相容性等特點(diǎn)，適用于紡織疏水整理方面。本文主要是利用多巴胺易于在堿性條件下氧化生成醌鍵，然后易于帶有氨基的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生烷基疏水物質(zhì)的性質(zhì)，選用介孔納米顆粒負(fù)載疏水性物質(zhì)十八胺（ODA），并在該粒子表面包覆多巴胺薄膜，保護(hù)內(nèi)部ODA的同時，提供反應(yīng)層，保

3、證疏水性能的自修復(fù)。然后將制備的疏水納米粒子修飾到棉織物上，制備具有自修復(fù)能力的疏水織物。在疏水表面遭到機(jī)械等損傷后，自由的ODA能通過MSN的孔道向外釋放，再次與多巴胺薄膜反應(yīng)，生成疏水表面，使織物疏水效果的得到很好的修復(fù)。研究的具體內(nèi)容如下：
　?。?）合成了兩種介孔硅納米粒子。利用溶膠-凝膠法合成介孔二氧化硅納米粒子（MSN），采用透射掃描電鏡（TEM），小角X射線衍射（XRD）等對其表征，可觀察到MSN具有清晰的孔道結(jié)構(gòu)，

4、孔徑為3.27nm；采用實(shí)心二氧化硅為模板，碳酸鈉選擇性刻蝕，制備中空介孔二氧化硅（HMS），通過TEM及XRD表征，可以看到在HMS具有豎直孔道結(jié)構(gòu)，孔徑為3.7nm。
　?。?）選用上述合成的兩種介孔納米粒子負(fù)載疏水物質(zhì)，制備疏水納米粒子。選用上述合成的兩種介孔納米粒子，負(fù)載疏水性物質(zhì)十八胺（ODA），并包覆聚多巴胺薄膜，保護(hù)內(nèi)部ODA的同時，提供反應(yīng)層，保證疏水性能的自修復(fù)。利用TEM表征多巴胺的包覆情況。并將制備好的疏水納

5、米粒子噴涂到硅片上，制備疏水涂層，選用接觸角來表征該涂層的疏水性質(zhì)及耐酸堿的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)涂層接觸角可達(dá)到140°以上，且具有較好的耐酸堿性。
　?。?）疏水粒子快速噴涂到織物上獲得自修復(fù)的疏水棉織物。將上述制備的疏水納米粒子噴涂到棉織物上，得到超疏水的棉織物。MSN修飾的棉織物接觸角可達(dá)153.2°，HMS修飾的棉織物接觸角可達(dá)到155.7°；利用等離子刻蝕儀在5Pa氣壓下，選用100W功率，對整理后的織物刻蝕1min，經(jīng)過5次刻蝕