多功能防水/吸湿织物的界面结构设计与耐用性研究

The quality of fabrics was influenced greatly by the surface wettability. For example, the fabrics with superhydrophobic surfaces could reduce the emission of detergent and shield the bacteria and virus due to the self-cleaning properties. The fabrics with superhydrophilic surfaces could improve the wearing comfort greatly due to the moisture absorption. However, after several cycles of washing or wearing, the special surface wettability (i.e., superhydrophobicity or superhydrophilicity) would be lost. Herein, catecholic derivatives were used to finish the fabrics and we aimed to fabricate the water proof and moisture absorbent fabrics by endowing the outer surface with superhydrophobicity and inner surface with superhydrophilicity. Moreover, we aimed to improve the washable and wearble durability of the so-fabricated water proof and moisture absorbent fabrics by rational interface designing with the guidance of interface reactions.

织物表面润湿性极大地影响着产品的质量。例如，具有超疏水特性的自清洁织物可缓解洗涤带来的环境问题，还能屏蔽细菌、病毒；具有超亲水特性的纺织品能够极大的提高产品的吸湿性，改善穿着舒适度。然而，目前制备的超疏水或超亲水织物的耐用性较差，经过数次水洗或摩擦之后，表面超疏水或超亲水性损失殆尽。本课题拟以邻苯二酚衍生物为原料，以界面化学反应为指导，对织物进行系列整理，拟将截然对立的超疏水和超亲水表面特性结合到同一织物上，制备表里异湿的防水吸湿织物。同时，拟从分子层面设计邻苯二酚衍生物/织物基体/疏水剂或亲水剂之间的界面作用，提高界面作用力，以期提高织物的耐水洗、耐摩擦性能，阐述界面作用方式在提高超疏水/超亲水表面稳定性的作用机制。

目前织物表面润湿性整理存在一个突出难点，即如何通过简便的方法（如一般的湿法处理）获得稳定的耐用超疏水表面。同时，存在一个新的研究方向，即如何通过简单的后整理方法将截然对立的超疏水和超亲水表面特性结合到同一织物上，制备表里异湿的防水吸湿织物。基于此，本项目将制备稳定耐用的超疏水织物及表里异湿的防水吸湿织物作为本项目的主要研究目标。具体开展的研究及结果如下：①基于聚多巴胺PDA的超疏水织物：以PDA作为一种“双面胶”牢牢黏附在涤纶织物表面，并诱导氧化银纳米颗粒的沉积，最后用全氟癸基硫醇对沉积的氧化银进行修饰。得到了耐水洗的超疏水织物，经30次加速洗涤后，仍然具有超疏水特性。超疏水织物手感与原始织物无明显差异，但是着色严重。②基于复合硅烷修饰的无氟耐用超疏水织物：将棉织物用无氟整理液整理，整理液包括长链烷基硅烷、短链烷基硅烷、有机溶剂、水。整理后，织物不变色具有超疏水特性。经70次加速洗涤后，仍具有优异的超疏水性。该方法具有实际应用前景。③基于单宁酸-金属离子强螯合作用的超亲水抗菌织物：利用单宁酸与银离子的快速螯合反应，在织物表面制备了含银离子的亲水抗菌织物。经30次加速洗涤后，织物仍均有优异的抗菌性。④基于聚多巴胺/铜无电沉积/可控正十二硫醇沉积的超疏水超亲水织物：通过多步反应在聚酯织物上构筑了一面超疏水一面超亲水的表底异湿织物。暴露在空气中一年后，织物仍具有这种表底异湿特性。⑤基于聚四氟乙烯修饰的超疏水棉织物及在油水分离方面的应用：通过简单喷涂聚四氟乙烯乳液并加热处理的方法制备了超疏水棉织物。但是获得的超疏水织物较硬，不适合穿着；可将其应用于油水分离。