荷叶的拒水和自洁功能基于其表面结构的两个特性,一是其表面的微细凹凸结构,二是其表面覆盖的低表面能腊状物质[1,2].已有的研究[2]表明,荷叶表面的凹凸粗糙微结构是荷叶“出污泥而不染”的关键因素,该凹凸粗糙的表面微结构既使水的润湿性降低,也使污垢粒子的接触面减小.图1(a)和图1(b)示意地描述了粗糙凹凸表面与自洁功能的关系.在光滑表面,水滴滚落时只是使污垢粒子移动,而在粗糙表面,水滴滚落时能够卷走污垢粒子,达到自洁效果.仿生技术是现代高技术发展的方向之一,纺织品仿荷叶效应的基本思路是应用化学、物理或生物化学的手段模拟荷叶表面结构的两个特点.为实现高水平的羊毛拒水拒油整理效果,本研究探索了以构建纳米界面结构为目的的多种羊毛表面改性技术和拒水拒油整理技术.
1 实验部分
1·1 试验材料
织物,全羊毛针织物(浙江雀屏纺织化工股份有限公司).主要药品为表面改性剂-Ⅰ(二氯异氰脲酸钠,过硫酸钠德国BASF公司产品);表面改性剂-Ⅱ(过硫酸钠与四乙酰乙二胺的复合物,自制);拒
水拒油整理剂为弱阳离子氟碳化合物拒水拒油整理剂(浙江传化化学公司产品)与弱阳离子含硅拒水柔软剂(嘉兴银城精细化工有限公司产品)的复合物(85%∶15%).
1·2 实验方法
1·2·1 低温等离子体处理 应用HD-1A型等离子体处理仪,采用电容式耦合辉光放电产生低温等离子体对羊毛表面进行改性.工作条件,氧等离子体,放电功率为100W,气体压强为40Pa,时间为10min.
1·2·2 表面化学改性 表面改性剂-Ⅰ,3%~5%(o.w.f,即对织物重)或表面改性剂-Ⅱ,6%~8%(o.w.f),渗透剂0·5g/L;甲酸,1mol/L;浴比1∶20,25℃,20min;中和、水洗等后处理.
1·2·3 拒水拒油整理 整理剂6%(o.w.f);浴比1∶6;25℃,浸渍15min;浸渍后用小轧车浸轧以控制带液率在80%左右;85~95℃烘干,130℃焙烘5min.
1·2·4 拒水拒油性测试 润湿时间(t)的测定,用滴管在距织物1cm高处垂直滴一水滴或油滴(0·05mL)在织物上,记下水滴或油滴被吸收的时间.每一试样在不同部位测5次,取其平均值.润湿时间超过30min后不再继续测定.水滴或油滴的接触角测定,使用液滴形态分析仪进行.先将水滴悬置于织物表面,摄下其图像,并通过计算机进行图像的数据处理,计算出接触角.每个样品测12次,取平均值.
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