【摘要】润湿性(wettability)是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象，它是决定材料应用的一个重要性质。通过改变固体表面润湿性并制备超疏水性的高功能纺织品引起了各方面的高度关注，本文从固体表面润湿性的基本原理出发，重点介绍超拒水纤维制品制备新技术及其最新的研究成果。
伴随着社会的发展、人类的进步，多功能性纺织品的市场需求越来越大，防水、拒水等功能性织物越来越受到消费者青睐，尤其是高档服装、运动装、风衣、雨衣以及医护人员等专用防护服装。近年来，功能性纺织品的开发和生产技术如防水、拒水纺织品加工新技术进展较快，新的生产工艺不断涌现。润湿性(wettability)是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象，固体表面的浸润性由两个因素共同决定：一是固体表面的化学组成，二是固体表面的粗糙度。依据粗糙结构-荷叶效应、绒毛结构-弹性效应对粗糙结构表面的浸润性研究结果，超疏水性表面可以通过两种方法制备：一种方法是利用疏水材料来构建表面粗糙结构，另一种方法是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。
l 固体界面疏水浸润性基本理论
1.1 Young’s方程
Young[1]通过对物质表面亲、疏水性的开创性研究，揭示了在理想光滑表面上，当液滴达到平衡时各相关表面张力与接触角之间的函数关系，提出了著名的Young’s方程：cosθ=(γsv-γsl)／γlv式中：γsv 为固体表面在饱和蒸汽下的表面张力，γlv为液体在它自身饱和蒸汽压下的表面张力，γsv，为固、液间的界面张力，θ为气、液、固三相平衡时的接触角。
1.2 Wenzel方程
Wenzel[2]就膜表面的粗糙状况对疏水性的影响进行深入研究，对杨氏方程进行修正，提出著名的Wenzel方程：cosθ=r(γsv-γsl)／γlv，且cosθr='rcosθ。式中：r为粗糙度。粗糙度指实际的固-液界面接触面积与表观固-液界面接触面积之比(r≥1)。Wenzel方程揭示了均相粗糙表面的表观接触角与本征接触角之间关系，当固体表面由不同种类的化学物质组成时，不适用此方程。
1.3 Cassie-Baxter方程
Cassie和Baxter[3]提出可以将粗糙不均匀的固体表面设想为一个复合表面的Cassie-Baxter方程：cosθr='?1cosθ1+ ?2cosθ2。式中：θl、θ2为液体在成分1和成分2表面的本征接触角，?1、?2分别表示成分1和成分2所占的单位表观面积分数(?1+?2='1)。
1.4 亲水，疏水划界的标准
对于亲水、疏水划界的标准，较为普遍的说法是以90°为界限，即：当θ＞90°时，固体表面表现为疏水性质：当θ＜90°时，表现为亲水性质。但最近的研究表明[4]，亲水和疏水的实际界限应定义在约65°，按照此定义，疏水界面的范围被扩大了。严格地说，超疏水性是指液滴在固体表面的接触角大于150°时固体表面所具有的浸润性。
2 织物仿生的超拒水表面制备技术
2.1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，金属有机或无机化合物经过溶胶-凝胶化和热处理形成氧化物或其他固体化合物，其过程是：用液体化学试剂(或粉状试剂溶于溶剂)或溶胶为原料，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系，放置一定时间后转变为凝胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成型为制品，在略低于传统的温度下烧结[5]。
溶胶-凝胶技术在织物表面构造适宜的粗糙结构，通过分子价键接上低表面能质，从而制备超疏水表面。例如，Mihami[6]小组利用溶胶-凝胶(solgel)法在玻璃片上制备了A1203凝胶薄膜，然后在沸水中浸泡进行粗糙化处理，在很短的30s时间内得到了具有类花状结构的多孔A1203薄膜，最后用氟硅烷修饰薄膜，得到与水的接触角为165°的超疏水性透明薄膜;于明华等人用液氨做催化剂，在棉织物表面制得接触角达到145°的超疏水表面[7]。另一种方法是添加能与氧化物基体发生共聚反应形成共价键的添加剂来实现超疏水性，例如，Cho等以一种具有四重氢键的有机硅超分子为原料，在制备过程中添加少量低分子量聚二甲基硅氧烷(PDMS)，利用溶胶-凝胶过程，得到了超疏水性表面[4]。
溶胶-凝胶法具有的特殊优势：可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性;可以实现分子水平上的均匀掺杂;能够在大气中进行操作，为低温化学过程，成分容易控制;工艺简单、设备要求低、适合大面积制膜;可以制备各种新型材料，该方法不仅容易制备各种功能性有机-无机薄膜，而且可以制备表面粗糙、多孔等特殊结构表面。
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