纳米疏水材料的研究现状

材料有亲水、疏水之分，水和材料表面的接触角 小于 ９０°的为亲水材料，大于 ９０°的为疏水材料，大 于 １５０°且滚动接触角小于 １０°的为超疏水材料［１］。 利用 材 料 的 超 疏 水［２］性 能，可 使 包 装 达 到 自 清 洁［３］、纺织品达到防水防污［４］等功效。材料的疏水 性是由材料的表面能和微观上的几何结构共同决定 的［５］。降低材 料 的 表 面 能，结 合 合 理 的 粗 糙 结 构， 是疏水材料研究的关键。
Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｎａｎｏｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＭＯＹｉｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＱｉｎｆａ，ＪＩＡＮＴｉａｎｔｉａｎ，ＮＩＮＧＨｕｉｎａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
纳米 ＳｉＯ２又叫白炭黑，是一种无毒、无污染的 球形填充材 料，价 格 低 廉 且 易 于 制 备。 ＬｉｕＦｅｎｇ［１１］ 将经过十八烷基三氯硅烷修饰的纳米 ＳｉＯ２ 粒子用 溶胶凝胶法负载到棉花纤维表面，接触角由 ７８°提 高到 了 １５６°，同 时 还 显 示 出 超 亲 油 性。 Ｓｈａｒｊｅｅｌ ＡｈｍｅｄＫｈａｎ［１２］使用硅酸钠和三甲基氯硅烷通过溶 胶凝胶法制备了疏水性纳米 ＳｉＯ２颗粒，通过浸涂技 术将纳米粒子沉积在滤纸和聚氨酯泡沫上，水接触 角达到 １５５°，滑动角小于 ５°。ＨｕａＺｈｏｕ等［１３］利用 溶胶凝胶法，制备出经过 １Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ全氟辛基三 乙氧基硅烷（ＦＡＳ）修饰过的纳米 ＳｉＯ２ 颗粒，将涤纶 织物浸泡在上述修饰过的纳米颗粒、聚二甲基硅氧烷 （ＰＤＭＳ）及 ＦＡＳ的混合溶液中，织物表面接触角达到
第 ４８卷第 ６期 ２０１９年 ６月
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１９
纳米疏水材料的百度文库究现状
莫宜澄，张钦发，菅田田，宁慧男
（华南农业大学 食品学院，广东 广州 ５１０６４０）
摘 要：论述了对无机有机纳米颗粒进行疏水改性，并喷涂、浸涂至各种基材上形成涂层，将纳米颗粒沉积形成薄 膜，对两种纳米疏水材料的研究现状和应用进展进行展望。 关键词：纳米颗粒；疏水；涂层；薄膜 中图分类号：ＴＱ０１６；ＴＢ３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０６－１４７９－０４
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应用化工
第 ４８卷
１７１°，滚动角为 ２°。涤纶织物经过 ５００次洗涤，在热 水中浸泡 ５ｈ，在强酸强碱中依然可以保持疏水性。
周聪等［１４］使用溶胶凝胶法，将经过硅烷偶联剂 处理后的 ＳｉＯ２纳米颗粒负载到滤纸上，水的接触角 大于 １５０°，与 ＷａｎｇＳｕｈａｏ［１５］用聚苯乙烯（ＰＳ）粘附 疏水纳米 ＳｉＯ２颗粒在纸纤维表面相比，溶胶凝胶法 制备的涂层 具 有 更 好 的 有 机 溶 剂 耐 受 性。Ｇａｎｗｅｉ Ｚｈａｎｇ［１６］通过喷涂的方式负载疏水性纳米 ＳｉＯ２ 颗 粒到棉织物或玻璃表面，可以获得超双疏水表面，当 使用尼龙作为基材时［１７］，制备出耐久性的超疏水涂 层，水接触角能达到 １５５°，其硬度可以达到 ２Ｈ。
行改性，改性 可 以 分 为 物 理 改 性 和 化 学 改 性 ［１０］，物 理改性是对纳米颗粒进行吸附和包覆等，化学改性 有用偶联剂、醇酯、聚合物接枝、原位对其修饰等。
纳米颗粒按成分的不同可以分为无机纳米颗 粒、有机纳米颗粒。 １．１ 无机纳米颗粒
无机纳米颗粒主要有金属和非金属盐及其无机 盐，其中研究和使用最多的为纳米 ＳｉＯ２和纳米 ＴｉＯ２
收稿日期：２０１８１０３１ 修改稿日期：２０１８１２０４ 基金项目：广东省质量技术监督局计划项目（２０１６ＺＺ０５） 作者简介：莫宜澄（１９９５－），男，湖南湘潭人，华南农业大学在读硕士，师从张钦发教授，从事纳米疏水材料研究。电话：
１８７０２０３４８１５，Ｅ－ｍａｉｌ：３０２９７０７７３＠ｑｑ．ｃｏｍ 通讯联系人：张钦发（１９６３－），教授，从事包装新材料新技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｉｎｆａ＠ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
纳米疏水材料是先降低纳米材料的表面能，再 构筑微纳结构，增大表面的粗糙度，使材料表面具有 超疏水性。目前研制出的纳米疏水材料主要应用于 包装［６］、涂料［７］、建 筑［８］、医 药［９］等 领 域，主 要 有 纳 米颗粒涂层和纳米颗粒薄膜。
１ 纳米颗粒涂层
纳米颗粒涂层就是把纳米颗粒涂布、喷涂、浸涂 在各种基材上，形成一层连续的涂层。纳米颗粒一 般指粒度在 １～１００ｎｍ以内的超微粒子或粉末，是 一种固体颗粒材料。制备的方法通常有溶胶凝胶 法、微乳液法、化学沉淀法、水热法等。这些纳米颗 粒拥有高表面能，极易团聚，因此需要对纳米颗粒进
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅｆｏｒｍｅｄｂｙｎａｎｏｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｅｘｈｉｂｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｌｆ ｃｌｅａｎｉｎｇ，ａｎｔｉｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｏｉｌｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐａｃｋａｇｉｎｇ， ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｏｒｇａｎｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｓｐｒａｙｉｎｇａｎｄｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｏｖａｒｉｏｕｓｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｔｏｆｏｒｍ ｃｏａｔｉｎｇｓ，ａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｔｏｆｏｒｍ ｔｗｏｎａｎｏｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ；ｃｏａｔｉｎｇ；ｆｉｌｍ