基于氧化镁/有机硅的超疏水蚕丝织物的制备及其性能研究

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近年来对超疏水表面的研究越来越多,超疏水表面同时具有自清洁、防冰、抗沾污、油水分离等优异性能,可用于航空、航海、电力、太阳能发电等领域。将超疏水性能与蚕丝基底结合,制备具有自清洁效果的超疏水蚕丝织物同样具有潜在的应用价值。本文以氧化镁无机纳米粒子为原料在蚕丝织物表面构建粗糙结构,以有机硅为原料在蚕丝织物表面构建低表面能,通过表面粗糙结构和低表面能复合,对蚕丝织物整理,获得具有超疏水效果的蚕丝织物。首先,采用纳米氧化镁在蚕丝表面构造粗糙度,再经聚二甲基硅氧烷(PDMS)整理织物制备具有超疏水性能的蚕丝织物。探究整理工艺条件对蚕丝织物表面疏水效果的影响,结得到优化工艺为氧化镁10g/L,浸渍时间6 min,PDMS5 g/L,浸渍时间1 min,焙烘温度120℃,焙烘时间80 min。并对整理前后的蚕丝织物进行SEM、AFM、白度、透气性、强力、自清洁性能、耐水洗性能等测试。整理后的蚕丝与原样相比,白度升高,透气性降低,纬向强力升高,经向强力稍有下降,具有自清洁和超疏水性能。接着,通过十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)和MgO对蚕丝织物整理,通过研究氧化镁浓度,浸渍时间,DTMS浓度,浸渍时间,焙烘温度,焙烘时间等的影响,探究整理工艺条件对蚕丝织物表面疏水效果的影响,结果得到优化工艺为氧化镁10 g/L,浸渍时间4 min,DTMS10 g/L,浸渍时间2 min,焙烘温度80℃,焙烘时间4 h。并对整理前后的蚕丝织物进行SEM、AFM、白度、透气性、强力、自清洁性能、耐水洗性能等测试,整理后的蚕丝与原样相比,白度升高,透气性降低,纬向强力升高,经向强力稍有下降,具有自清洁和超疏水性能。最后,采用八乙烯基-POSS和含氢硅油反应,将其整理到经过纳米氧化镁整理过的蚕丝织物表面,在表面形成一层低表面能膜。对其工艺进行优化,得到优化工艺为:硅油的配比为1.75:1,硅油用量为17.5 g/L,氧化镁浓度为10g/L、浸渍沉积时长为4 min;在硅油中浸渍的时间为4 min,焙烘温度100℃、焙烘时长80 min。并对整理前后的蚕丝织物进行SEM、AFM、白度、透气性、强力、自清洁性能、耐水洗性能等测试,整理后的蚕丝与原样相比,白度升高,透气性降低,强力升高,具有自清洁和超疏水性能。
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