纺织纤维超疏水表面研究进展_董三锋
超疏水-超疏油表面的研究进展
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ－ＳｕｐｅｒｏｌｅｏｐｈｏｂｉｃＳｕｒｆａｃｅｓ
ＤａｉＸｕｅｙｕ，ＷａｎｇＹｏｎｇｌｉ，ＧａｏＬａｎｌｉｎｇ
（ＬａｎｚｈｏｕＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
包晓慧 ［６］以碳化 硅 颗 粒 增 强 铝 基 （ＳｉＣ／Ａｌ）复 合 材 料 为 基 材，利用刻蚀法制备了超疏水 －超疏油表面，他们用 Ｂｅｃｋ试剂 对 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料进行化学刻蚀，当经历较短的刻蚀时间（５ｓ） 后，ＳｉＣ／Ａｌ复合材料表面呈现出由微米级粒状和纳米级凹坑复 合而成的微纳米复合结构，表面经修饰后，具有超疏水性，接触 角可达 １６５．７°、滚动角为 ３°；而用较高的电流密度（６Ａ／ｄｍ２）刻 蚀 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料，其表面呈现出由微米级粒状和纳米级颗粒 状和波鳞状复合而成的微纳米复合结构，制得水接触角为 １６０． ７°、滚动角为 ４°的超疏水自清洁表面；采用电化学刻蚀 －沸水 浸泡的方法处理后的 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料表面布满了纳米级线状 结构，而随着刻蚀 时 间 的 增 加，表 面 的 纳 米 级 线 状 结 构 更 加 密 集，制得水接触角为 １６１．２°、滚动角为 ２°，油接触角为 １５５°的超 疏水 －超疏油表面；与纯铝相比较，使用 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料更容 易制备出具有超疏水 －超疏油的表面，而且所制备的表面具有 更好的耐热冲击能力。
超疏水 －超疏油表面的制备一直备受国内外研究者的广 泛关注，其制备方 法 有 很 多，人 工 制 备 该 表 面 的 关 键 是 构 建 合 适的表面几何形状，即表面粗糙度。本文将介绍超疏水 －超疏 油表面的研究进展。
Ｔｓｕｊｉｉ等［１－２］首先报 道 了 超 疏 油 表 面 的 制 备 方 法，他 们 通 过阳极氧化对金属铝表面进行电化学处理，以获得具有分形结 构的氧化铝粗糙 表 面，然 后 在 表 面 上 对 其 进 行 改 性，用 正 氟 烷 基磷酸酯进行修饰，制得与植物油的接触角约为 １５０°的超疏油 表面，油滴在表面 上 很 容 易 滚 动 而 没 有 任 何 黏 附；该 表 面 与 水 的接触角约为 １６０°，使其又具有超疏水性。宋金龙等［３］在铝基 底上通过电化学和化学加工技术制备出了具有超疏水 －超疏 油的表面，经过电化学和化学处理后的铝基底表面是由微米级 的矩形凸台铝结构和纳米级的针状氧化铝结构组成，使该表面 具有微纳米复合结构；该样品表面在氟化处理之前具有超亲水 －超亲油性，而通 过 氟 化 处 理 后，水、甘 油、花 生 油 和 十 六 烷 在 样品表面的接触角分别为 １６６６°、１６４７°、１６０１°和 １５７．７°，滚 动角分别为 ２．０°、２．０°、４．０°和 ３．５°，使该表面具有超疏水 －超 疏油性；其中，微纳米粗糙结构的制备和表面能的降低，是该铝 样品表面获得超疏水 －超疏油性的必要条件。Ｘｉ等［４］通过电 化学沉积法在 Ｃｕ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ和 Ｓｎ基底上分别制备了超疏水
超疏水表面涂层制备技术的研究进展_王英
1 引 言植物叶表面的自清洁效果引起了人们的兴趣，这种自清洁性质以荷叶为代表，因此称为“荷叶效应”。
德国生物学家Barthlott[1]在1997年通过对近300种植物叶的结构进行研究，认为这种自清洁的特征是由粗糙的表面和表面存在的疏水的蜡状物质共同引起的。
中科院研究小组[2]研究发现，在荷叶表面微米结构的乳突上还存在纳米结构，这种微米-纳米相复合的阶层结构是引起超疏水表面的根本原因；并通过试验证明[3]，单纯的微米或纳米结构虽然可以使表面产生超疏水性，但水滴在表面上不易滚动。
通过大量的研究发现，固体表面浸润性由以下2个因素共同决定：①表面化学组成；②表面粗糙度。
超疏水表面可以通过2种方法制得：①利用低表面能材料来构建粗糙结构；②在粗糙表面上修饰低表面能物质。
荷叶表面微观结构能够自清洁的这一发现为人工构筑超疏水表面提供了灵感。
2 超疏水表面制备技术随着人们对超疏水表面的深入研究，许多制备方法不断涌现，目前，已经有多种方法可以人工制备超疏水表面，比如以天然动植物超疏水表面作为模板，用聚合物在其表面固化或用光刻印的方法将模板的表面形貌信息转移到复制物的表；用化学沉积（气相沉积、电化学沉积或逐层沉积）的方法在基材表面形成超疏水薄膜表面；或采用静电纺丝的方法形成纤维状微纳米尺度粗糙表面等等。
2.1 等离子体处理技术利用等离子体对普通材料或含氟的低表面能物质进行表面粗糙化处理来制备超疏水表面的方法称为等离子体法。
Lacroix等[4]通过简单的等离子体聚合与等离子体刻蚀技术在硅基底上制得了粗糙的结构，经过进一步氟化物修饰表面后，表面呈现出超疏水的特性，水滴与表面的接触角接近180°。
Khorasani等[5]在室温环境下利用CO2脉冲激光处理聚二甲基硅氧烷，使其表面产生多孔结构，测得其表面与水的接触角高达175°。
这种技术处理表面是获得粗糙结构的有效方法，其优点是选择性高、快速等，但是存在的局限是成本高并且不利于大面积超疏水表面的制备。
超疏水表面的构筑及其研究进展_二_鲍艳
以偏氟乙烯
和六氟丙烯共聚物、 氟硅烷改性的二氧化硅粒子以及氟硅烷为 原料， 通过两步湿化学法在织物表面制备了超双疏表面， 且经 过 600 次标准水洗和 8 000 次摩擦实验后， 其超双疏性能没有 明显变化。
3
3． 1
超疏水表面的研究热点
超双疏表面 经过科学家近年来的努力， 超疏水表面已比较常见 。 由于
将二氧化硅和市
售含氟疏水剂结合起来， 在棉纤维表面获得超疏水涂层， 疏水 剂在较低浓度时就可达到较好的疏水效果， 大大降低了含氟疏 水剂的用量。 2． 2 无氟化处理 由于采用氟化处理存在上述不足， 因此， 开发无氟的低表 面能物质具有潜在的市场应用前景
［13 ， 24 ， 3739 ］
。 Che 等［38］ 采用
“三步法” 获得具有超疏水性的油漆， 即先将 等采用
环氧黏合剂喷涂于不锈钢板表面， 待涂膜干后对其进行打磨， 形成具有微米结构的粗糙表面；再利用粘结作用将含有二氧化 硅的环氧树脂铆接到具有粗糙结构的不锈钢表面；最后使用具 有疏水性的环氧树脂对具有微 / 纳结构的表面进行疏水化处 理。所得油漆涂层不但具有优异的超疏水性能， 而且表现出良 好的高速冲刷以及耐碱耐溶剂稳定性 。Zhou 等
超疏水表面的构筑及其研究进展 （ 二） 印 染（ 2014 No． 10 ） 欍氥 欍欍欍欍氥 述 评 欍氥 欍欍欍欍氥
1． 2． 3
Fig． 4
超疏水表面的构筑及其研究进展 （ 二 ）
鲍
1 1 1， 2 艳 ，张晓艳 ，马建中 ，鲁
［35 ］
使用六亚甲基二硅氮烷（ HMDS） 对二氧
［37 ］
化硅溶胶进行改性， 制备出疏水化的二氧化硅溶胶 。 Xu 等 接触角可达到 159° 。 Wang 等
超疏水织物表面的研究进展
第２ ７卷第 １ 期 ０
２１ ０ ０年 １ ０月
印 染 助 剂
ＴＥ Ｉ Ｅ ＸＴ Ｌ ＡＵＸＩ ＡＲＩ Ｕ ＥＳ
Ｖｏ ．７ Ｎｏ １ １ ．０ ２ ０ｅ ．０ ０ ｔ １ ２
（ 豫
超疏水织物表面晌研夯进展
张晓 莉 刘 书芳 刘 玲玲 ｓ ， ，
（． １ 中原工学院 ， 河南郑州 ４ ０ ０ ； ２ 天津工业大学 ，天津 ３０ ６ ；３ 东华大学 ，上海 ２ １ ２ ） ５ ０７ ． ０ １０ ． ０ ６ ０
Ｐｒ ｏｇｒ ｓ ｏｆ ｕｐｅｒ ｅ ｓ ｓ ｈｙｄｒ ｐｈｏｂｉ ｆ ｂｒ ｃ ｕｒ ａｃ ｏ ｃ ａ ｉ ｓ ｆ ｅ
Ｚ ＮＧ Ｘｉ ｏｌ ．Ｌ Ｕ Ｓ ｕｆ ｎ ｚ Ｉ ｉ ｇ ｌ ｇ ＨＡ ａ ｌ Ｉ ｈ － ｇ，Ｌ Ｕ Ｌ ｎ — ｎ ￣ ｉ ａ ｉ
（． ｈ ｎ ｙ ａ ｎ ｔｕｅｏ ｅ ｈ ｏ ｇ ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ ４ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｉ ｊ ｏ ｔｃ ｎｃＵ ｉｅｓｙ １ Ｚ ｏ ｇ ｕ ｎ Ｉｓ ｔｔ ｆ ｃ ｎ ｌ ｙ ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ７ ｈｎ ；２ Ｔａ ｉ Ｐ ｌ ｅ ｈ ｉ ｎ ｒｉ ， ｉ Ｔ ｏ ｎｎ ｙ ｖ ｔ Ｔａ ｊ ０ １ ０ ｈｎ ；３ Ｄ ｎ ｈ ａＵ ｉｅｓ ｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ６ ０ Ｃ ｉａ ｉ ｉ ３ ０ ６ ，Ｃ ｉａ ． ｏ ｇ ｕ ｎｖ ｒ ｔ ｈ ｎ ｈ ｉ １ ２ ， ｈｎ ） ｎｎ ｉ， ２
纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展
第33卷第4期2012年4月纺织学报Journal of Textile Research Vol．33，No．4Apr．，2012文章编号：0253-9721（2012）04-0146-07纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展薛朝华，尹伟，贾顺田（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021）摘要对纤维基超疏水功能表面的制备方法进行综述，着重对比层层组装法、溶胶凝胶法、水热法、纳米粒子负载法以及气相沉积法等在大面积纤维基粗糙表面的构筑方面存在的各自优势及应用情况。
对超疏水表面制备过程中的低表面能处理方法进行归纳，同时对超疏水表面的功能复合及研究发展趋势进行展望。
认为超疏水表面的功能性、性能稳定性、产品适用性及环保性能是未来超疏水表面研发的发展方向。
关键词超疏水表面；纤维材料；表面粗糙度；疏水化处理中图分类号：TB 332文献标志码：AProgress in fabrication of fiber-based superhydrophobic surfacesXUE Chaohua ，YIN Wei ，JIA Shuntian（College of Resource and Environment ，Shaanxi University of Science and Technology ，Xi'an ，Shaanxi710021，China ）Abstract This review summarized the methods of preparation of fibrous superhydrophobic surfaces ，focusing on the utilization of approaches of layer-by-layer assembly ，sol-gel processing ，hydrothermal synthesis ，coating with nanoparticle composites ，and chemical vapor deposition in surface roughening．The handling methods of low surface energy during preparation of superhydrophobic surfaces were also summarized．Multifunctionalization and future trends of superhydrophobic surfaces were envisioned ，emphasizing the functionality ，stability ，applicability ，and environmental orientation．Key words superhydrophobic surface ；fiber material ；surface roughness ；hydrophobization 收稿日期：2011－04－05修回日期：2011－11－04基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2011CB612309）；国家自然科学基金项目（51073091）；陕西省自然科学基金项目（2009JQ6007）；陕西省教育厅科研计划项目（11JK0971）；陕西省重大科技创新专项资金计划项目（2011ZKC05-7）；陕西科技大学博士科研启动基金项目（BJ08-11）作者简介：薛朝华（1974—），男，教授，博士。
纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展
Ｃ ｓ ｅＢ ｘｅ 模 型解 释 ａｓ ａｔ ｉ ｒ
第 ３ ３卷
第 ４期
纺 织
学 报
Ｖｏ ． １ ３３．Ｎｏ ４ ．
Ａｐｒ ．，２０１ ２
２１ ０ ２年 ４月
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＴ ｘ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｌ
文章 编 号 ：２ ３ ９ ２ （ ０ ２ ０ — １ ６ ０ ０ ５ — ７ １ ２ １ ）４ ０ ４ －７
・１７・ ４
超疏 水 功能 的纤 维基 材料 不仅 在工 业生 产 、 医疗 、 军
用产 品方 面具 有重 要 的应 用 ， 而且 在 日常 生 活 中应 用广 泛 ， 如生 活伞 、 布 、 天 帐篷 、 篷 露 广告 旗 帜和广 告
际应用 ， 须考虑 ２个 因素 ， 必 即制 备 的纤维基 超疏 水 表 面要 满足 超 疏 水 功 能 的 稳 定 性 以及 应 用 的 耐久 性； 生产 条件 和 技术 水 平 上 具 有 可行 性 。 以下 针对 层 层组装 法 、 溶胶一 凝胶 法 、 热法 、 水 纳米 材料 负载 法 以及气 相沉 积法制 备纤 维基 超疏 水表 面进行 介绍 。
国植 物学 家从微 观 角度 揭示 出来
收 稿 １ ：０ １ ４— ５ ３期 ２ １ —０ ０
上进行 的 ， 这些基 质 因其 自身 性 质 的缺 陷 限制 其 应 用 。而 以纤 维材 料 为基质 制备 的超 疏水 表 面因基 质
超疏水材料的研究现状及应用
超疏水材料的研究现状及应用摘要:超疏水表面材料具有防水、防污、可减少流体的粘滞等优良特性，是目前功能材料研究的热点之一。
由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注，本文简述了超疏水表面的制备方法，归纳了超疏水表面的应用,对超疏水表面研究的发展进行了展望。
关键词：超疏水表面材料；微流体系统；表面制备方法；表面应用Superhydrophobic materials Researchand ApplicationLi Yongliang(Jiangnan University, College of Chemistry and Materials Engineering JiangsuWuxi 214122,China)Abstract:Superhydrophobic surface material with a waterproof, anti-fouling, can reduce the viscosity of the fluid and other excellent features, is currently one of the hot functional materials. As super-hydrophobic surface in the self-cleaning surfaces, microfluidic systems, biocompatibility and other potential applications, research on super-hydrophobic surface caused a great deal of attention, this paper outlines the super-hydrophobic surface preparation methods, summarized the super-hydrophobic surface application of research for the development of super-hydrophobic surfaces were discussed.Keywords:Superhydrophobic surface material; Microfluidic systems; Surface preparation methods; Surface application近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。
超疏水表面研究进展
随着当前社会的不断发展和科技的快速进步，高效、节能、绿色环保等概念深入人心，具有自我清洁本领的超疏水表面越来越成为当前热门研究方向之一。
超疏水表面的研究起源于植物学家Barthlott 和Neihuis ［1］对植物叶子的研究，首次发现引起植物表面自清洁效果的是植物叶片上的微米级乳突和蜡质晶体，如图1所示。
江雷［2］认为引起超疏水效果的另一重要原因是乳突和蜡质晶体表面存在纳米级结构。
一般来说，“荷叶效应”指的是荷叶具备叶面自清洁的能力，即滴在荷叶表面的雨滴无法在荷叶表面停留而会立即滚落下去，附着在荷叶表面的污染物会随着雨滴的滚落而被带走，留下洁净的荷叶表面。
此外，水稻叶子［3］、蝴蝶翅膀［4］、水黾的腿［5，6］、蝉的翅膀［7］等也具有疏水的本领。
疏水性能的强弱通常使用接触角来表示，接触角大于150°和滚动角小于10°的固体表面，可以被认为超疏水表面［3，8］。
超疏水表面有诸多应用领域，如表面自清洁［9］、金属防腐［10］、油水分离［11］、防结冰［12］和流体减阻［13］等。
本文介绍了制备超疏水表面的基本方法、含氟和无氟超疏水表面的研究进展，并根据当前超疏水表面的特点对未来新材料进行了展望。
1制备疏水表面的基本方法材料的表面能和表面粗糙度对接触角具有重要的影响［14］，一般需要在低表面能表面构建粗糙结构或在粗糙表面上修饰低表面能物质来制备疏水及超疏水表面［2］。
1.1降低材料表面能许多优秀的材料原为亲水性，其表面能较高，如SiO 2［15］、TiO 2［16］等材料，需要对其进行低表面能化处理才能变为疏水材料。
Hare 等人［17］的研究表明，当氟元素被氢元素取代后，其表面自由能是增加的，即碳氟化合物和碳氢化合物表面能的排列顺序为-CH 2->-CH 3>-CF 2->-CF 2H>-CF 3，这说明含氟或全氟化合物拥有极低的表面能。
一般可以将高表面能的固体表面浸泡在低表面能化合物的溶液中来降低固体表面能，如Liu 等摘要超疏水表面由于其独特的润湿性，在自清洁等领域具有非常重要的作用。
棉织物超疏水整理的研究进展
Ｕ ｉ ｒｔ， ｈｎ ｈ ｉ ２ １２ ，Ｃ ｉａ ３ Ｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅ ａｃ ｅｔ ｆ ｒ ｙｉ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ｅｉ ０６ ０ ｈｎ ； ． ａｉ ａ Ｅ ｇｎ ｒ ｇＲ ｓ ｒ Ｃ ｎ ｒ ｏ Ｄ ｅ ｇ＆ ｏ ｅｉ ｅ ｈ ｅ ｎ
Ｆ ｎｓ ｉｇ ｏ ｅｔｅ ，Ｓ ａｉａ） ｈ ｆ ｌ ｈｎ
ｔ ｅ ｕ ｑ ｅ ｂ ｎ ｆｔ ｆｓ ｌｇ ｌｍｅ ｈ ｄ ｉ ｅ ｒ ｔｏ ｆｔ ｎ ｆｌ ， ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｏ ｕｐ ｒ ｙ ｒ ｐ ｏ ｃ ｃ ｔｏ ｈ ｎｉｕ ｅ ｅ ｓ ｏ ｏ － ｅ ｔ ｏ ｎ ｐｒｐａ ａｉ ｎ ｏ ｈｉ ｍ ｉ ｉ ｒ ｐ ｒｔｏ ｆ ｓ ｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ｂｉ ｏｔｎ
及 其 优 缺 点 进 行 了对 比和 评 价 ， 对 溶 胶一 胶 法超 疏 水 棉 织 物 未 来 的发 展 进 行 了展 望 。 并 凝 关键词 超 疏 水 ；棉 织 物 ；润 湿 性 ；溶胶 一 胶 法 ；表 征 凝 文献标志码 ： Ａ
中图 分 类 号 ： Ｓ１ ５ ５ Ｔ ９ ． ７
摘 要
近 年 来 ， 触 角 在 １ ０ 以 上 的 超 疏 水 棉 织 物 因 其 潜 在 的 应 用 价 值 成 为人 们 研 究 的 热 点 。 简 要 总 结 了 影 响 接 ５。
织 物 润 湿 性 的 因素 ， 后 对 超 疏 水 性 棉 织 物 制 备 方 法 的 研 究 进 展 进 行 了讨 论 。 由于 溶 胶 一 胶 方 法 在 制 备 薄 膜 上 之 凝
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｕｐｅ ｈ ｄｒ ｐ ｂ ｃ ｆｎ ｓ ｎ ｆ ｃ ｔｏ ａ ｉ ｓ ｏ ｒ ｓ ｎ ｓ ｒ ｙ ｏ ｈｏ ｉ ｉ ｉｈｉ ｇ ｏ ｏ ｔ ｎ ｆ ｂｒ ｃ
棉织物超疏水整理的研究进展
棉织物超疏水整理的研究进展邢彦军;黄文琦;沈丽;李戎;戴瑾瑾【摘要】近年来,接触角在150°以上的超疏水棉织物因其潜在的应用价值成为人们研究的热点.简要总结了影响织物润湿性的因素,之后对超疏水性棉织物制备方法的研究进展进行了讨论.由于溶胶-凝胶方法在制备薄膜上具有独特的优越性,因此重点述评了基于纳米二氧化硅的溶胶-凝胶法超疏水棉织物的制备研究,对研究涉及的原料、制备方法、催化剂以及耐水洗性能等进行了较详细的评价.此外,还对目前较为常用的超疏水性能的表征方法及其优缺点进行了对比和评价,并对溶胶-凝胶法超疏水棉织物未来的发展进行了展望.%Superhydrophobic cotton fabric with a contact angle of above 150° has become a hot spot of research in recent years for its potential applications. This paper addressed the factors influencing the wettability of fabrics, research advances in preparation of superhydrophobic cotton fabric, including characterization methods, advantages and disadvantages, and washing durability of the fabric, and due to the unique benefits of sol-gel method in preparation of thin film, preparation of superhydrophobic cotton fabrics based on nano silica dioxide sol-gel was emphasized. The materials, preparationmethods,catalysts involved were discussed. The developing trend of superhydrophobic cotton fabric by sol-gel method is prospected.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】7页(P141-147)【关键词】超疏水;棉织物;润湿性;溶胶-凝胶法;表征【作者】邢彦军;黄文琦;沈丽;李戎;戴瑾瑾【作者单位】东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620;国家染整工程技术研究中心,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TS195.57功能纺织品是纺织工业致力于提高技术含量的创新成果。
超疏水材料研究进展
超疏水材料的研究进展2015年5月3日超疏水材料的研究进展摘要：超疏水性材料因为它独特的性质，而在很多方面得到了广泛的应用。
近年来，许多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。
通过研究这些表面微观结构，人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面，从而更好地满足工业中实际应用的需要。
该综述简单地介绍了表面润湿的基本原理和一些自然界中的超疏水表面现象，重点介绍近几年超疏水表面应用的最新研究进展。
最后，对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。
关键词：超疏水、仿生、润湿、功能化表面自然界中，经亿万年的自然选择，许多生物的表面都表现出优良的超疏水性能，比如荷叶、花生叶、莲叶等植物表面和水黾、鲨鱼表皮、沙漠甲虫、蝴蝶翅膀等动物体表。
一直以来，这类自然现象都启发着各领域的科学工作者们，尤其是近几十年，仿生超疏水表面以其优越的防腐蚀、自清洁、防覆冰、抗菌等性能，在防腐、自清洁、建筑防水、流体减阻、防污等领域都有广泛的应用⑴。
因此，对超疏水材料进行总结和展望，对这种材料的发展有重要的意义。
1超疏水原理超疏水表面的定义可以从字面意思上进行理解，即指难以湿润的表面，固体表面的湿润性作为固体表面重要的特性之一，不仅受到固体表面粗糙度的影响，还受固体表面化学成分的影响，我们可以用液体与固体的接触角B来作为是否湿润的判断依据。
接触角越大，表面的疏水效果越好，反之亦然⑵。
当9 =0时，所表现为完全湿润；当9 <90时，表面为可湿润，也叫做亲液表面；当9 >90时，表面则为不湿润的疏离表面；当9 =180°，贝U为完全不湿润。
一般9 >150°称为超疏水表面［3］。
接触角是衡量表面疏水性涂层湿润性的主要指标，但并不是唯一指标，在实际应用中还可以根据前进角、后退角的大小来考虑其动态过程。
前进角与后退角是液滴前进或后退时与固体表面所成的临界角度。
但是如果不断增加或减小固体表面上液滴的体积，不管是粗糙的固体表面还是光滑的固体表面，液滴都无法立即达到平衡状态，这种现象称为接触角的粘滞性。
仿生超疏水表面的研究及其在纺织领域的应用
进展与述评
·1·
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������Biblioteka 图2 水滴滚动时带走表面杂质
2 仿生超疏水表面研究现状
微纳米结构和低表面能是制备仿生超疏水表面的关 键,目前,其制备方法主要有模板法、溶胶-凝胶法、化学 气相沉积法、层 层 自 组 装 法(LBL)、静 电 纺 丝 法、相 分 离 法、刻蚀法、印刷法、水热法及纳米二氧化硅法等。通过这 些方法,已经制备了性能较好的超疏水表面。 2.1 模板法
关 键 词 :仿 生 超 疏 水 ;荷 叶 效 应 ;纺 织 材 料
中 图 分 类 号 :TS195.5
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1673-0356(2018)11-0001-05
近年来,随 着 科 学 技 术 的 发 展 和 人 们 对 优 质 生 活 诉求的增加,仿 生 超 疏 水 材 料 的 研 究 愈 发 成 熟 且 逐 渐 走进 我 们 的 生 活。 当 表 面 接 触 角 CA≥150°、滚 动 角 SA<10°时称之 为 超 疏 水 表 面。 自 清 洁 表 面 是 附 着 在 物质表面的污染物或尘土能随重力、雨水、风力等外 力 作用而自动脱落或被降解的表面。仿生超疏水材料表 面具有类荷叶的 微 纳 米 结 构 及 低 表 面 能,相 比 一 般 的 材料具有优秀的性能和特殊的性质,在防覆冰、汽车 和 建 筑 玻 璃 的 防 沾 污 、船 及 潜 艇 等 海 洋 设 施 的 防 附 着 、膜 蒸馏及纺织材料的自清洁等众多方面具有重要应用前 景。本文对该领 域 的 研 究 现 状、制 备 方 法 和 应 用 概 况 进行综述。
纺织品超疏水表面研究进展
Ｏ 前 言
润湿性是 固体表 面的重要 特征之 一 ， 固体表 面的化学 组 由 成 和微观几何 结构共 同决定 。众所 周 知 ， 固体表 面 自由能 越大 ， 越容易被一些液体所 润湿 ， 反之 则不易被 润湿 。因此 ， 寻 求和制备低表面 自由能的表 面是 实现 超疏水 的 前提 条件 。但 在光滑表面上 ， 采用 化学 方法 ， 仅 如采 用低 表 面能 物质 氟硅烷
Ｗ ｅ ｚ ｌｏｕ ｈ ｓ ｒ ｃ ｏ ｅ ｎ ａ ｓｅ Ｂ ｘｅ ｏ ｐｅ ｏｎａ ｔｉｅ ．Ｔ ｅ ｐ ｅ ａａ ｉ ｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｗ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｎ ｅ ｇ ｕ ａ ｅ ｍ ｄ ｌ ｄ Ｃ ｓ ｉ— ａ ｔ ｒｃ ｍ ｌｘ ｃ ｔｃ ｄ ａ ｈ ｒ ｐ ｔ ｒ ｆ ａ ｒ ｏｎ ｍ ｔｏ ｎ ｈ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ
Ｌ ｈｎ 。 Ａ ｎｊ Ｚ ｎ １ｕ Ｊ ｉ
（ ｏｅｅｏ ｈｍｉｏ ａ ｄＣ ｅ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ｏｇ ｕ ｎｖｒｔ，ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ６０， ｈｎ ） Ｃｌｇ Ｃ ｅ ｓ ‘ ｎ ｈｍ ｃ ｇｎｅｎ 。Ｄ ｎ ｈａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｓａ ｇ ａ １２ Ｃ ｉ ｌ ｆ ｔ ａＥ ｉ ｅｉ ２ ａ
（Ａ ） Ｆ Ｓ 等来降低表面 自由能 ， 其接 触角最 多达 到 １０ 。若要 ２
达到更高 的接触 角 ， 必须 对材 料 的表面 微 细结构 进行 设计 。 就 早 在 １３ ９ ６年 ， 有人开始研究超疏 水表 面的基 础理论 ， 就 并有 所 发展 。到 ２ 纪 ９ Ｏ世 Ｏ年代 ， 随着科技 的发展 ， 尤其是 表面
关键 词 ：染 整 ；疏 水 性 表 面 ；润 湿 性 ；溶胶 ；凝 胶 ； 织 品 纺 中 图 分 类 号 ： Ｓ９ ． Ｔ １０ ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ００— ０ ７ ２０ ）４～ ０ ８ ５ １０ ４ １ （０ ６ ２ ０ ４ —０
纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究
申请工学博士学位论文纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养单位：化学与化工学院博士生：郝丽芬导师：安秋凤教授2013年10月Preparation and Property of(Fluoro)polysiloxane SuperhydrophobicSurfaces on Cotton FabricsA Dissertation Submitted toShaanxi University of Science and Technologyin Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Engineering ScienceBy Lifen HaoDissertation Supervisor: Professor Qiufeng AnOctober 2013纤维织物基有机（氟）硅超疏水表面的制备与性能研究摘要润湿性是固体表面的重要性能之一，由固体表面的化学组成和微观形貌共同决定，因此，通过改变固体表面自由能和粗糙度可实现对固体表面润湿性的调控。
无机-有机纳米杂化材料,结构独特,可赋予材料新的性能，一直是仿生超疏水研究领域的热点。
通常，固体表面微观结构的粗糙化可通过无机纳米材料实现，但界面表层结构粗糙的低表面能聚合物对构筑微观多尺度粗糙界面的作用也不容忽视。
另外，在无机-有机杂化材料中，如何实现无机纳米粒与聚合物的有效键合，改善两者的相容性、增加纳米粒在有机相中分散稳定性，并解决杂化材料在超疏水表面应用中的多功能化及耐久稳定性等问题，是值得探讨的一个科学问题。
基于有机氟硅聚合物的低表面能特性以及超疏水界面构筑中的 “荷叶效应”，本文利用分子设计原理并借助不同化学反应先合成了系列低表面能有机(氟)硅聚合物，然后通过化学接枝或结构修饰，将不同结构的硅溶胶纳米粒键入有机(氟)硅聚合物主（侧）链，从而制得了系列纳米杂化氟硅聚合物,并将其负载固化在纤维基质表面从而构筑了一系列兼具柔软与耐久性的超疏水表面。
纺织纤维超疏水表面研究进展_董三锋
由于织物具有不同的原料和制备方式(如针织或
编织),具有介于规整和无规结构的粗糙表面,使得不 同的织物具有相异的润湿行为和润湿动力学.影响织 物润湿性能的因素有:(1)宏观表面结构,具有粗糙有 织纹的表面;(2)微观表面结构;(3)具有毛细效应,水容 易渗透到纤维内部.为此,对超疏水织物表面结构和 理论进行了研究分析. 1.1 自然界中的超疏水表面
超疏水表面具有较大的静态接触角和较小的滚 动角.自然界中许多植物叶面和水禽羽毛都具有超疏 水性,这些动植物表面一般都分泌疏水的油脂或蜡, 表面粗糙,与水的接触角大于 150° . [5-7] 最典型的是荷 叶表面,其表面具有疏水的蜡质成分,在微观上具有 微细的粗糙结构(如图 1 所示),使得荷叶表面具有超 疏水性和自清洁能力,与水的接触角达 161°±2.7°,滚 动角仅 2°.许多动物的身体也具有超疏水特性,如水 黾能漂浮在水面上是由于其腿部有许多凹槽的微米
以直接制备超疏水织物膜,取得了一些进展[21-23].谢龙
等[24]以羧甲基纤维素醋酸丁酸酯为原料,采用静电纺
丝法成功构筑粗糙超疏水表面,原子显微镜显示,材
料表面凹凸起伏具有类似荷叶的微结构,接触角为
155°,纤维直径和粗糙度是影响疏水性的关键.王丽芳
等[25]采用静电纺丝法制备粗糙表面,用硅油进行同步
用硅化物或氟化物进行疏水处理,可以获得疏水和疏
油双疏材料,具有广阔的前景.
2.4 静电纺丝法
静电纺丝技术生产的纤维直径是微纳级,一般被
称为纳米纤维.将高压施加在从微量注射泵挤出的聚
合物液滴上,带电的聚合物液滴在电场作用下可以克
服表面张力形成喷射细流,经过拉伸、溶剂挥发和固
化沉积在接收装置上形成超细纤维,通过静电纺丝可
纺织品超疏水硅橡胶涂层的研究进展
纺织品超疏水硅橡胶涂层的研究进展随着科学技术的不断进步，涂层的功能和种类越来越多。
其中超疏水涂层的研究成为了新的热点，这是因为在军用和民用领域中，超疏水涂层有着非常广阔的应用前景。
硅橡胶具有表面自由能低、耐低温、耐腐蚀等特性，成为了纺织品超疏水涂层的重要研究方向。
上世纪70年代，美国最早将疏水性室温硫化硅橡胶应用于输电线路的防污闪涂料，但其疏水性能较差。
齐连怀等[1]将硅橡胶和含氟硅氧烷在溶剂中进行交联缩聚，利用相分离制备出了接触角达到155.14°的超疏水硅橡胶涂层，不仅赋予了硅系列和氟系列涂料的优点，而且涂层粉末仍然具有很好的疏水效果，扩大了超疏水硅橡胶涂层的应用前景。
超疏水涂层是指表面的水接触角大于150°，滚动角小于10°的涂层。
增大接触角通常有2种方法：降低表面自由能和增加表面粗糙度。
减小滚动角则可以通过构造微纳米复合结构完成。
本文综述了超疏水硅橡胶涂层在降低表面能、增加表面粗糙度和构造微纳米复合结构3个方面的研究进展。
1 降低表面能硅的表面自由能仅比氟小，同时硅橡胶具有既耐低温又耐高温、抗腐蚀、绝缘性好等优点，应用十分广泛，因此用低表面能的氟化物对硅橡胶进行改性得到的涂层不仅具有较大的接触角，同时涂层的强度、寿命以及应用范围都较为理想。
缩合型双组分室温硫化硅橡胶相比其他种类的硅橡胶具有很多优点：使用比较方便，不用加热、加压设备，只需将基础胶料与催化剂混合，即可硫化成弹性体；内外同时固化时不吸收水分、不放出热量，固化均匀，性能更好；通过改变催化剂品种、用量以及硫化条件，可获得不同性能的硫化胶。
目前缩合型双组分室温硫化硅橡胶常用的生胶为二羟基聚硅氧烷（107甲基硅烷），交联剂为正硅酸乙酯，传统的催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二月桂酸二辛基锡。
由于有机锡具有一定的毒性，北京航天材料及工艺研究所[2]研制了不含有机锡的硅橡胶室温硫化剂——SRA室温硫化硅橡胶固化剂。
超疏水纸表面的形成机理及研究进展
& 特种纸
功能纸
● 研究开发 ●
超疏水纸表面的形成机理及研究进展
⊙ 朱陆婷1 王锋1 王海松2﹡ (1.齐鲁工业大学造纸与植物资源工程学院，济南 250353；2.大连工业大学轻工与化学工程学院，辽宁大连 116034）
The fabricating mechanism and the research development of superhydrophobic paper surface
□ 基金项目：国家自然科学基金（21206184和31370582）和制浆造纸科学与技术教育部重点实验室（齐 鲁工业大学）开放基金（项目编号：KF201404）。
通讯作 者：王海松，博士，教授，研究方向为生物质能源与材料。E - m a i l:w a n g h s @ d l p u.e d u.c n。
分层 结 构，放 大了荷 叶 表面 表 皮 蜡 膜 的疏 水性，从 而得
到150～160°的接触角和约2°的滑动角[13]。
1.1 Young’s等式[13]
当小 液滴置于一个 理想的固体平面 时，它的形 状
由于引入新的界面——三相接触线而改变（图2）。在这
种 情况下，每 一 个 固 - 液、液 - 气、固 - 气 界 面 画 一 条 接
20 第38卷 Reserved.
& 特种纸
功能纸
TECH. Special 技术专题
一般来说，超疏水表面的定义为水滴在其表面上须 满 足水接 触 角＞15 0 °、滑 动角＜10 °[1,2]，这 就 意 味 着 水 滴 落 在 超 疏 水 表面上 时几乎成一 个 球 形且易于滚动 [3]。 滑动角指的是水滴开始从基底上移动时基底与水平面的 夹角。当超疏水表面的滑动角＜10°时，表明该表面是自 净 性 表面 [4]。但也 有 文 献 对 超 疏 水 表面的定义只需 满 足 水接 触 角＞15 0 °即 可 [4～6]，因为 存 在 黏 滞 超 疏 水 表面， 即 表面 水接 触 角＞15 0 °而滑 动角 极 大 的 情况 [7～9] 。近 几 十 年，人 工 超 疏 水 表面的 研 究引起了极 大 的 关 注，这 些 表面由于具有自净性、抗蚀性、微流体的滑流、抗生物淤 积、防雪防雾等优势 [10,11]，可以应用在抗 腐蚀、抗反射 的 透明涂 料，需 要 特 殊润 湿性 的 功能 织物，防 雪 防 雾 防 冰的天线、玻璃以及一些微流设备等 。 [11]
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
走,具有自清洁效果.
a
b
a—荷叶表面;b—荷叶表面微观结构
图 1 荷叶表面及荷叶表面微观结构的 SEM 图
1.2 超疏水理论
超疏水的表征方法对研究织物的性能非常重要, 疏水性意味着表面的低润湿性.亲/疏水性通常由接 触角θ来表征,在理想的固体表面(结构、组成均一)上, 接触角具有固定的值且由表面张力决定,Young 对物 质表面亲疏水性进行了研究,提出了Youngs方程:cos θ= (γsg-γsl)/γlg(如图 2 所示),其中,γsg 为固体的表面张力,γsl 为固液界面张力,γlg 为液体在自身饱和蒸汽压下的表 面张力,θ为气、液和固三相平衡时的接触角,揭示了 理想光滑表面上当液滴达到平衡时表面张力与接触 角之间的函数关系[8].随着固体表面的不同,接触角也 有 不 同 的 数 值. 当 水 滴 位 于 疏 水 界 面 时,θ >90° ; 当 θ > 150°时,界面表现为超疏水.
γlg
水
γsg
θ
γsl
图 2 水滴在平滑表面状态图
由于真实固体表面具有一定的粗糙度,所以试验 所测得的接触角与 Youngs 方程有一定的差异,Wenzel 和 Cassie 等对 Youngs 方程进行了修正,将液滴在固体 表面的接触角与粗糙度结合起来,更接近真实表面. Wenzel 模型通过增加固液接触面积实现接触角的增 大,而 Cassie 模型通过减少固液接触面积增大接触角, 这 2 种理论是目前超疏水表面最经典的理论 .[9] 但是, 仅仅利用接触角不能完全代表织物的润湿性,还存在 一定的误差,所以,表征表面的疏水性能不仅要研究 动态润湿性还要研究静态润湿性.多数情况下,使用 滚动角来描述表面疏水性能,水滴在倾斜固体表面滚 动前的临界状态的倾斜角度就是滚动角,滚动角越 小,固体表面疏水性越好,当滚动角小于 10°时达到超
155°
图 3 用溶胶-凝胶法在棉织物上引入 SiO2后的 SEM 及接触角图
溶胶-凝胶法可以制备不同种类和粒径的溶胶 颗粒,这些颗粒负载于纤维基质上可以获得双重粗糙 结构,较好地控制表面以提高表面粗糙度,短时间内 实现分子水平均匀性;工艺简单易控制、成本低、适合 在大面积或任意形状的底物上制膜,可以制备各种新 型超疏水表面,应用前景广泛. 2.3 纳米粒子负载法
用硅化物或氟化物进行疏水处理,可以获得疏水和疏
油双疏材料,具有广阔的前景.
2.4 静电纺丝法
静电纺丝技术生产的纤维直径是微纳级,一般被
称为纳米纤维.将高压施加在从微量注射泵挤出的聚
合物液滴上,带电的聚合物液滴在电场作用下可以克
服表面张力形成喷射细流,经过拉伸、溶剂挥发和固
化沉积在接收装置上形成超细纤维,通过静电纺丝可
羊毛纤维直径 10~50 μm,棉纤维直径 12~20 μm, 合成纤维的直径小于 5 μm,当这些纤维纺织成织物 时,用肉眼也能辨别出粗糙的表面.在微观上错综复 杂的纤维排列形成微米级的粗糙表面类似于荷叶表 面,在这个粗糙表面上引入纳米级粗糙结构可以形成 典型的微纳米粗糙荷叶结构,再加入低表面能物质, 可以构造超疏水表面.Shateri 等[20]将棉织物改性使其 表面带钾离子,加入银纳米粒子后,通过离子交换使 银离子沉积到棉织物表面,银离子被还原为银原子沉 积到棉织物表面形成双重粗糙结构(如图 4 所示),最 后,通过硅化物处理得到超疏水抗菌多功能棉织物, 测得棉织物表面静态接触角为 151°.Leng 等[4]2 456-2 460 将二氧化硅复合微粒负载到棉织物中制备超疏水表 面,经改性后的粒子通过静电吸附作用负载于棉纤维 表面,通过交联作用结合在纤维上,用全氟硅烷进行 低表面能处理,得到较高接触角和较低滚动角的超疏 水表面.
织物表面具有粗糙结构时,大部分仍不具备超疏 水性能,需要在表面修饰一层低表面能物质.常用的 低表面能物质有氟硅烷、长链脂肪硅烷和硅氧烷等. 氟硅烷中的氟原子使得织物表面具有低表面能,通过 水解形成—OH 与织物表面反应得到疏水表面.但是, 这类化合物价格昂贵,对人体和环境有潜在危害,应 减少或避免使用.采用含硅化合物处理织物可得到超 疏水表面和环境友好型材料.硅烷偶联剂与织物表面 亲水基团发生水解缩合形成疏水薄膜;硅烷化合物与 纤维的亲水基团发生缩合得到超疏水表面.庄伟等[13] 制备了不同颗粒粒径和分布的 SiO2水凝胶,通过改性 将 SiO2沉积在棉织物表面,降低了织物表面能并明显 提高表面粗糙度.经拒水性能测试,整理后的棉织物 与水的接触角为 152.1°,滚动角为 8°,达到超疏水效果 并且织物力学性能变化不大.Xue 等 在 [14] 棉织物上用 SiO2 纳米粒子进行疏水整理,提高了表面粗糙度,接触 角达到 170°. 2.2 溶胶-凝胶法
疏水.
2 超疏水织物表面的制备方法
织物超疏水表面主要由物质表面化学组成和微 观结构决定,常采用 2 种方法制备超疏水表面:(1)在织 物表面(接触角大于 90°)采用疏水材料构建粗糙结构; (2)用低表面能物质修饰织物表面.还要考虑 2 个因素: (1)织物超疏水表面满足超疏水功能的稳定性和应用 的耐久性;(2)技术水平和生产上具有可行性. 2.1 疏水整理
Progress in surperhydrophobic surface of textiles
DONG San⁃feng
(Xijing University, Xi′ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn 710123, China)
Abstract: Superhydrophobic fabric has good properties, which is one of the hotspot researches of func⁃ tional textiles. The basic theory and preparation methods of hydrophobic surface were reviewed. The character⁃ istics and application of sol-gel method, nanoparticle loading method, vapor deposition, layer-by-layer assem⁃ bly and hydrothermal synthesis were compared. The development and application prospect of the superhydro⁃ phobic fabric was proposed.
以直接制备超疏水织物膜,取得了一些进展[21-23].谢龙
等[24]以羧甲基纤维素醋酸丁酸酯为原料,采用静电纺
丝法成功构筑粗糙超疏水表面,原子显微镜显示,材
料表面凹凸起伏具有类似荷叶的微结构,接触角为
155°,纤维直径和粗糙度是影响疏水性的关键.王丽芳
等[25]采用静电纺丝法制备粗糙表面,用硅油进行同步
收稿日期：2013-11-05 作者简介：董三锋(1981-),男,河南三门峡人,讲师,硕士研究生,研究方向:软件纺织技术.
2
印染助剂
31 卷
级刚毛,这种多级结构和表面蜡层有超疏水性能.通
过模仿这种结构,研究者已经制备了多种具有超疏水
性能的表面.水滴在超疏水织物表面会形成水珠而滚
落,从而保持干燥;水滴滚落时将表面灰尘等污物冲
超疏水表面具有较大的静态接触角和较小的滚 动角.自然界中许多植物叶面和水禽羽毛都具有超疏 水性,这些动植物表面一般都分泌疏水的油脂或蜡, 表面粗糙,与水的接触角大于 150° . [5-7] 最典型的是荷 叶表面,其表面具有疏水的蜡质成分,在微观上具有 微细的粗糙结构(如图 1 所示),使得荷叶表面具有超 疏水性和自清洁能力,与水的接触角达 161°±2.7°,滚 动角仅 2°.许多动物的身体也具有超疏水特性,如水 黾能漂浮在水面上是由于其腿部有许多凹槽的微米
对于天然纤维,湿化学方法比物理方法更易改变 纤维表面的疏水性,溶胶-凝胶法是一种简单实用的 湿化学方法.溶胶-凝胶法是在低温条件下合成无机 化合物或无机材料的方法,用此方法通过分子价键接 上低表面能物质,并且在织物表面通过调节溶胶-凝 胶混合体系的组成以及改变溶胶粒子的粒径构筑适 宜的粗糙结构,从而制备超疏水表面 . [15-16] 王前进等[17]
KOH
纤维(棉织物)
负载钾离子纤维
Ag 粒子
AgNO3
还原反应
纤维
负载银离子纤维
图 4 棉织物表面负载纳米银粒子的制备流程图
纳米粒子和织物表面之间一般需要引入反应性
基团如氨基、羟基和羧基等,通过这些基团可以在界
面形成共价键,从而牢固地结合,提高超疏水表面的
耐久性.此法可以得到双重粗糙的超疏水织物表面,
对纺织品进行疏水整理一般采用 2 种方法:(1)对 纺织纤维进行共混、聚合或混合纺丝等,使其具有一 定的疏水性能,然后织成织物;(2)使用疏水助剂等对 织物进行后处理获得疏水效果.在众多方法中,模拟 自然界动物或植物制备超疏水表面涂层成为研究热 点,借鉴最多的是“荷叶效应”,原因为荷叶表面具有 蜡层和分层粗糙结构[10].通过仿生,研究人员已经制备 出具有超疏水性能的表面[11-12].
Key words: superhydrophobic surface; textiles; preparation methods; contact angle
随着科技的发展和环保意识的增强,人们对功能 性纺织品的需求越来越多,对织物超疏水性能的要求 也越来越高.超疏水表面是指与水的接触角>150°、滚 动角<10°的表面.通过处理纺织品表面,控制表面形 态,得到具有自清洁、滚动各向异性等超疏水性能的 纺织品材料.超疏水表面具有优良的疏水性和自清洁 能力,其潜在的应用价值得到广泛关注,成为当前的 一个研究热点[1-4].具有超疏水性能的织物不仅用于医 疗、军用产品等,还在日常生活中应用广泛,如广告布 料、帐篷和伞等.本文介绍了超疏水纤维表面的基本 理论和制备方法,对其今后的发展进行了展望,研究 和开发超疏水织物对拓宽材料应用和提高材料性能 具有重要意义.