随着社会的发展、人类的进步，人们对多功能纺织品显示出了越来越旺盛的需求。其中具有超拒水功能的服装产品越来越受到消费者的欢迎，尤其是医护人员用装、高档服装、户外装、运动装和休闲装等。本文旨在从物体表面润湿性的基本原理出发介绍纺织领域进行超拒水整理的各种先进、创新的技术。

1疏水基本原理

Youn[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．提出了著名的杨氏方程：COSθ=(уSV-уSL)/уLV式中уSV为固体表面在饱和蒸气下的表面张力，уLV为液体在它自身饱和蒸汽压下的表面张力，уSL为固液间的界面张力，θ为气、固、液三相平衡时的接触角。一般人们认为当θ＞90°时固体表面表现为疏水性质，θ＜90°时表现为亲水性质。将与水接触角大于150°的物体表面称为超疏水表面。

Wenzel[2]就膜表面的粗糙情况对疏水性的影响进行了深入的研究．对杨氏方程进行了修正。指出由于实际表面粗糙使得实际接触面积要比理想平面大，提出了Wenzel方程：cosθ1=r(уSV-уSL)/уLV。式中r为实际接触面积／表观接触面积。与杨氏方程相比cosθ1=rcosθ，称θ1为表观接触角，θ为杨氏接触角。显然r>1．根据Wenzel方程可知．亲水膜在增加粗糙度后将更亲水．疏水膜则更疏水。

Cassie[3]在研究织物疏水性能时．提出了另一种表面粗糙新模型——空气垫模型。Cassie提出接触面由两部分组成，一部分是液滴与固体表面(R)突起直接接触，另一部分是与空气垫(fv)接触，并假定θ1=180°，引入表面系数f=fs／(fs+fv)，Cassie推导的方程为：cosθ1=fcosθ+f-1=f(cosθ+1)-1。根据Cassie的模型及公式的理论计算．提高空气垫部分所占的比例将会增强膜表面的超疏水性能。

由上面的讨论可知．物体表面的润湿性由物体表面的化学成分和表面形貌结构共同决定。一般制备超疏水表面的方法有两类：一类是在固体表面修饰低表面能物质．另一类是在低表面能物质表面构建微结构。含氟化合物的临界表面张力明显小于其它化合物．尤其以-CF3组成的单分子膜的表面张力仅为O.6×10-2N／m．因此目前在纺织品拒水整理方面．主要是利用氟碳化合物具有极低表面能的特点，使织物达到拒水、拒油、拒污的效果，但是该类整理剂价格昂贵．有机氟有一定的生物毒性，对环境存在潜在威胁。且有研究表明．在光滑表面上。仅采用化学方法．如采用低表面能物质氟硅烷(FAS)等来降低表面自由能．其接触角最多达到120°，因此从织物表面微结构构造角度出发制备超疏水织物越来越受到人们的重视。

2制备超疏水表面的技术

目前制备超疏水表面的方法很多．如化学沉积技术、模板挤压技术、脉冲激光沉积技术、等离子体技术、静电纺丝技术、溶胶凝胶技术、相分离技术等都有报道。下面就与纺织品相关的技术作简单介绍。

2．1脉冲激光沉积法(Pulsed Laser，Deposition)

脉冲沉积系统一般由脉冲激光器、光路系统(光阑扫描器、会聚透镜、激光窗等)；沉积系统(真空室、抽真空泵、充气系统、靶材、基片加热器)；辅助设备(测控装置、监控装置、电机冷却系统)等组成[4]。

整个PLD镀膜过程通常分为3个阶段。①激光与靶材相互作用产生等离子体。激光束聚焦在靶材表面．在足够高的能量密度下和短的脉冲时间内，靶材吸收激光能量并使光斑处的温度迅速升高至靶材的蒸发温度以上而产生高温及烧蚀，靶材气化蒸发，有原子、分子、电子、离子和分子团簇及微米尺度的液滴、固体颗粒等从靶的表面逸出。这些被蒸发出来的物质反过来又继续和激光相互作用，其温度进一步提高．形成区域化的高温高密度的等离子体。⑦等离子体在空间的输运。等离子体形成后，其与激光束继续作用，进一步电离，等离子体的温度和压力迅速升高．并在靶面法线方向形成大的温度和压力梯度．使其沿该方向向外作等温(激光作用时)和绝热(激光终止后)膨胀，此时，电荷云的非均匀分布形成相当强的加速电场。在这些极端条件下．高速膨胀过程发生在数十纳秒瞬间，迅速形成了一个沿法线方向向外的细长的等离子体羽辉。③等离子体在基片上成核、长大形成薄膜。激光等离子体中的高能粒子轰击基片表面．使其产生不同程度的辐射式损伤．其中之一就是原子溅射。入射粒子流和溅射原子之间形成了热化区，一旦粒子的凝聚速率大于溅射原子的飞溅速率，热化区就会消散，粒子在基片上生长出薄膜[5]。

脉冲激光沉积技术是目前最有前途的制膜技术之一，该技术有很多优点：①可对化学成分复杂的复合物材料进行全等同镀膜，易于保证镀膜后化学计量比的稳定。与靶材成分容易一致是PLD的最大优点，是区别于其他技术的主要标志。②反应迅速，生长快．．③定向性强、薄膜分辨率高，能实现微区沉积．④生长过程中可原位引入多种气体，引入活性或惰性及混合气体对提高薄膜质量有重要意义。⑤易制多层膜和异质膜。⑥靶材容易制备，不需加热。⑦高真空环境对薄膜污染少，可制成高纯薄膜。⑧可制膜种类多．几乎所有的材料都可用PLD制膜，除非材料对该种激光是透明的。

同时PLD技术也存在一些缺点．主要表现在：①脉冲瞬间沉积时不能避免产生液滴及大小不一的颗粒的形成．会以大的团簇形状存留在膜中．影响膜的质量。②薄膜厚度不够均匀。融蚀羽辉具有很强的方向性．在不同的空间方向．等离子体羽辉中的粒子速率不尽相同．使粒子的能量和数量的分布不均匀。③等离子局域分布难以形成大面积的薄膜。