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改性纳米S io超稀疏水表面通常是指与水接触面积大于150的表面广泛应用于科学研究、工农业生产、日常生活等领域制备超疏水表面一般有2种途径:一种是在粗糙固体表面修饰低表面能物质,另一种是在低表面能物质表面构建粗糙微结构1试验部分
1.1纬向密度、十二烷基苯磺酸钠(sdbs)、盐水纯棉斜纹机织物,经纬纱线密度为35texX40tex,经纬向密度为460根/10cmX250根/10cm十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、氨水均为分析纯;甲基三甲氧基硅烷(MTMOS)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS),均为工业品
1.2试验材料和仪器Nano-ZS型纳米粒度与电位分析仪(英国马尔文仪器公司)、OCA40型视频接触角测量仪(德国Dataphysics公司)、滚动角测量仪(自制)、JSM-5600LV型扫描电子显微镜、S-4800场发射扫描电镜(日本电子株式会社)、Nano ScopeW型原子力显微镜(美国Veeco公司)、XSAM800型X射线光电子能谱仪(英国Kratos公司)、SF600型电脑测色配色仪(美国Datacolor公司)、H10K-S型双臂万能材料试验机(美国Tiniius Olsen公司)、YG461E电脑式透气性测试仪(宁波纺织仪器厂)、平挺度仪(美国ATLAS公司)
1.3sio的改性
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3.1烷基苯磺酸钠溶液将3g甲基三甲氧基硅烷和100g水混合,加入一定量十二烷基苯磺酸钠,在30c剧烈搅拌90min分次加入适量氨水,搅拌反应4h,添加2g十六烷基三甲氧基硅烷,继续搅拌2h,在室温条件下陈化12h,制得改性SiO整理棉纺材料将棉织物浸于
1.
3.1制备的改性Si
01.4织物拉伸性能测试使用0CA40型视频接触角测量仪进行接触角测试,水量为5u L,水滴与织物接触60s后读数,同一样品在不同位置测量5次,取平均值利用自制的滚动角测量仪测试滚动角,原理如图1所示使用微量进样器控制水滴量为15UL,调整斜台的倾斜角度,并保持微量进样器针头至织物表面距离为1cm,水滴在织物上滚动距离为2emo取能使水滴完全滚落的最小倾斜角作为织物的滚动角织物抗湿性能根据AATCC22-2005《拒水性:喷淋试验》进行测试棉织物白度的测定在电脑测色配色仪上进行,每个试样正反面各测3次,取平均值拉伸断裂强力按GB/T
3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》进行测试弯曲性能按GB/T
18318.1-2009《纺织品弯曲性能的测定第1部分:斜面法》进行测试透气性按GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测定》进行测试2结果与讨论
2.1sio的改性溶胶凝胶法制备纳米Si
02.2氨氮法控制sio十二烷基苯磺酸钠浓度为临界胶束浓度CMC
1.2mmol/L,调节氨水用量在0~5m L范围内,研究氨水用量对改性SiO由表1可见,溶胶的平均粒径随着氨水用量增加不断减小,而多分散指数PDI则呈先减小后增大的趋势不加氨水时制得的溶胶陈化后有明显白色絮状沉淀物,测试结果不符合纳米粒度要求当氨水用量增加到2m L时,改性溶胶的PDI达到最小值
0.208,粒径分布较为均匀这种变化趋势说明可以通过调节氨水用量来控制Si0一般认为,溶胶凝胶法制备纳米SiO由表1可见,改变氨水用量对棉织物拒水效果有显著影响未加氨水时制备的改性水溶胶A0极不稳定,整理后棉织物的沾水等级仅为60,加入1mL氨水后,水溶胶A1整理棉织物的沾水等级达到90,说明添加催化剂制备的水溶胶能显著改善棉织物的拒水效果当氨水用量为21nL时,水溶胶A2整理后棉织物的拒水性能最佳,接触角和滚动角分别为
152.1°和8,达到超疏水效果,此时沾水性能也达到最高等级100这是因为此时改性SiO
2.3表面活性剂浓度对改性sio氨水用量为2mL,调节十二烷基苯磺酸钠浓度在0~L44mmol/L
1.2CMC范围内变化,研究表面活性剂浓度对改性Si0由表2可见,不加表面活性剂制得的改性Si0在MTMOS、氨水、HDTMS用量一定的前提下,Si0由表2还可知,经改性Si
02.4棉织物表面粗糙度拒水测试结果说明,经改性Si0由图3可见,整理前后棉织物的表面粗糙度发生了明显变化未整理棉织物表面存在棉纤维特有的凹凸不平沟壑,拒水整理后沟壑消失,表面被纳米Si
02.5棉织物x射线衍射分析用改性Si0棉纤维的主要成分是纤维素,其分子结构主要由C、H、0元素组成由图5可知,与未整理棉织物相比,整理后棉织物的XPS谱图明显多了Si2s和Si2P峰由织物表面Si2P能级的XPS谱图可见,能级对应于改性Si0本文利用甲基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷的共水解和共缩聚作用制备具有拒水性能的改性Si
02.6超疏水整理棉织物拉伸断裂强力将改性Si0由表3可见,超疏水整理后棉织物各项物理力学性能保持良好其拉伸断裂强力经向略有增大而纬向有所减小整理后棉织物的经纬向弯曲长度及白度值变化较小,故超疏水整理基本不影响棉织物的柔软性和白度但整理后棉织物的透气性下降较明显,这主要是因为浸轧纳米Si03步法工艺下的改性纳米sio4的性能1)以甲基三甲氧基硅烷为前躯体,氨水为催化剂,添加十六烷基三甲氧基硅烷,在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的作用下,制备了性质稳定的改性Si02)采用一步法工艺,将改性Si03)当氨水用量为2m L,表面活性剂浓度为临界胶束浓度时,制备的改性纳米Si04)整理后棉织物各项物理力学性能变化不大,符合使用要求,但透气性有所下降。