紡織防水研究革新：固體微納顆粒的應(yīng)用

2026-01-23 14:19:26鑫盛洋閱讀量：19396      我要評(píng)論

　　一、概述

　　受荷葉、玫瑰花瓣、水稻葉以及蜻蜓等自然界超疏水表面的啟發(fā)，研究者們發(fā)現(xiàn)超疏水表面的形成一般需同時(shí)滿足低表面能與高表面粗糙度這兩項(xiàng)條件。荷葉表面存在蠟質(zhì)晶體角質(zhì)層以及多層微納米凸起結(jié)構(gòu)，正是這些結(jié)構(gòu)賦予了荷葉超疏水的特性。

各種動(dòng)植物的微/納米尺寸結(jié)構(gòu)圖

　　固體微納顆粒可于織物表面構(gòu)建二次粗糙結(jié)構(gòu)，從而形成類荷葉的粗糙構(gòu)造。然而，固體微納顆粒與纖維的結(jié)合牢固程度欠佳，自身的防水性能亦不充足，故而通常不會(huì)作為防水劑單獨(dú)使用。但研究者們并沒(méi)有放棄其在紡織品防水中的應(yīng)用：

　　二、研究進(jìn)展簡(jiǎn)介

　　有研究者借助溶液浸漬法成功制備納米 SiO?，隨后運(yùn)用十八烷基三氯硅烷(OTS)對(duì)納米 SiO?實(shí)施硅烷化改性，進(jìn)而制得疏水性納米 SiO?(hSiO?)。采用靜電紡絲法，制備出具備表面粗糙、表面能低特性的聚苯乙烯/疏水納米二氧化硅(PS/hSiO?)復(fù)合纖維膜。所制備的 PS/hSiO?纖維膜，其水接觸角可高達(dá) 166.6°，展現(xiàn)出超疏水性，并且具備良好的吸附性能。

聚苯乙烯/疏水納米二氧化硅(PS/hSiO?)復(fù)合纖維膜

　　有研究者制備了三元巰基-環(huán)氧-丙烯酸酯混合物，再將其與 SiO?顆?；旌?，以調(diào)控涂層表面粗糙度。通過(guò)噴涂方式獲得的涂層，實(shí)現(xiàn)了水接觸角大于150°、正十二烷接觸角大于110°以及二碘甲烷接觸角大于130°的效果。

　　也有研究者使硅烷改性的納米SiO?與丙烯酸酯類化合物進(jìn)行共聚反應(yīng)，制備出納米SiO?/聚丙烯酸酯無(wú)氟整理劑。經(jīng)該聚合物乳液處理后的棉織物，水接觸角達(dá)到159°。即便歷經(jīng)10次洗滌循環(huán)以及50次磨損循環(huán)，水接觸角仍不低于150°。

　　有研究者以聚氨酯(PU)和聚砜(PSF)作為原料，制備出兼具防水與透濕功能的微孔膜。在確定 PU/PSF納米纖維膜的最佳質(zhì)量比之后，于PU-3/PSF-7納米纖維膜表面，通過(guò)化學(xué)交聯(lián)的方式制備出負(fù)載ZnO的PU/PSF納米纖維膜。此纖維膜接觸角達(dá)到149°，透濕性為9.6 kg/m²/d，UPF值高達(dá)1117.67，呈現(xiàn)出良好的防水性能以及優(yōu)異的抗紫外線性能。

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