荷葉的拒水和自潔功能基于其表面結構的兩個特性,一是其表面的微細凹凸結構,二是其表面覆蓋的低表面能臘狀物質[1,2].已有的研究[2]表明,荷葉表面的凹凸粗糙微結構是荷葉“出污泥而不染”的關鍵因素,該凹凸粗糙的表面微結構既使水的潤濕性降低,也使污垢粒子的接觸面減小.圖1(a)和圖1(b)示意地描述了粗糙凹凸表面與自潔功能的關系.在光滑表面,水滴滾落時只是使污垢粒子移動,而在粗糙表面,水滴滾落時能夠卷走污垢粒子,達到自潔效果.仿生技術是現代高技術發展的方向之一,紡織品仿荷葉效應的基本思路是應用化學、物理或生物化學的手段模擬荷葉表面結構的兩個特點.為實現高水平的羊毛拒水拒油整理效果,本研究探索了以構建納米界面結構為目的的多種羊毛表面改性技術和拒水拒油整理技術.
1 實驗部分
1·1 試驗材料
織物,全羊毛針織物(浙江雀屏紡織化工股份有限公司).主要藥品為表面改性劑-Ⅰ(二氯異氰脲酸鈉,過硫酸鈉德國BASF公司產品);表面改性劑-Ⅱ(過硫酸鈉與四乙酰乙二胺的復合物,自制);拒
水拒油整理劑為弱陽離子氟碳化合物拒水拒油整理劑(浙江傳化化學公司產品)與弱陽離子含硅拒水柔軟劑(嘉興銀城精細化工有限公司產品)的復合物(85%∶15%).
1·2 實驗方法
1·2·1 低溫等離子體處理 應用HD-1A型等離子體處理儀,采用電容式耦合輝光放電產生低溫等離子體對羊毛表面進行改性.工作條件,氧等離子體,放電功率為100W,氣體壓強為40Pa,時間為10min.
1·2·2 表面化學改性 表面改性劑-Ⅰ,3%~5%(o.w.f,即對織物重)或表面改性劑-Ⅱ,6%~8%(o.w.f),滲透劑0·5g/L;甲酸,1mol/L;浴比1∶20,25℃,20min;中和、水洗等后處理.
1·2·3 拒水拒油整理 整理劑6%(o.w.f);浴比1∶6;25℃,浸漬15min;浸漬后用小軋車浸軋以控制帶液率在80%左右;85~95℃烘干,130℃焙烘5min.
1·2·4 拒水拒油性測試 潤濕時間(t)的測定,用滴管在距織物1cm高處垂直滴一水滴或油滴(0·05mL)在織物上,記下水滴或油滴被吸收的時間.每一試樣在不同部位測5次,取其平均值.潤濕時間超過30min后不再繼續測定.水滴或油滴的接觸角測定,使用液滴形態分析儀進行.先將水滴懸置于織物表面,攝下其圖像,并通過計算機進行圖像的數據處理,計算出接觸角.每個樣品測12次,取平均值.
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