纺织防水研究革新：固体微纳颗粒的应用

　　一、概述
 

　　受荷叶、玫瑰花瓣、水稻叶以及蜻蜓等自然界超疏水表面的启发，研究者们发现超疏水表面的形成一般需同时满足低表面能与高表面粗糙度这两项条件。荷叶表面存在蜡质晶体角质层以及多层微纳米凸起结构，正是这些结构赋予了荷叶超疏水的特性。
 

各种动植物的微/纳米尺寸结构图
 

　　固体微纳颗粒可于织物表面构建二次粗糙结构，从而形成类荷叶的粗糙构造。然而，固体微纳颗粒与纤维的结合牢固程度欠佳，自身的防水性能亦不充足，故而通常不会作为防水剂单独使用。但研究者们并没有放弃其在纺织品防水中的应用：
 

　　二、研究进展简介
 

　　有研究者借助溶液浸渍法成功制备纳米 SiO₂，随后运用十八烷基三氯硅烷(OTS)对纳米 SiO₂实施硅烷化改性，进而制得疏水性纳米 SiO₂(hSiO₂)。采用静电纺丝法，制备出具备表面粗糙、表面能低特性的聚苯乙烯/疏水纳米二氧化硅(PS/hSiO₂)复合纤维膜。所制备的 PS/hSiO₂纤维膜，其水接触角可高达 166.6°，展现出超疏水性，并且具备良好的吸附性能。
 

聚苯乙烯/疏水纳米二氧化硅(PS/hSiO₂)复合纤维膜
 

　　有研究者制备了三元巯基-环氧-丙烯酸酯混合物，再将其与 SiO₂颗粒混合，以调控涂层表面粗糙度。通过喷涂方式获得的涂层，实现了水接触角大于150°、正十二烷接触角大于110°以及二碘甲烷接触角大于130°的效果。
 

　　也有研究者使硅烷改性的纳米SiO₂与丙烯酸酯类化合物进行共聚反应，制备出纳米SiO₂/聚丙烯酸酯无氟整理剂。经该聚合物乳液处理后的棉织物，水接触角达到159°。即便历经10次洗涤循环以及50次磨损循环，水接触角仍不低于150°。
 

　　有研究者以聚氨酯(PU)和聚砜(PSF)作为原料，制备出兼具防水与透湿功能的微孔膜。在确定 PU/PSF纳米纤维膜的最佳质量比之后，于PU-3/PSF-7纳米纤维膜表面，通过化学交联的方式制备出负载ZnO的PU/PSF纳米纤维膜。此纤维膜接触角达到149°，透湿性为9.6 kg/m²/d，UPF值高达1117.67，呈现出良好的防水性能以及优异的抗紫外线性能。