前次咱们聊了构建防水疏水表面的基础,这次接着深挖。其实做成疏水表面主要看两个硬茬儿:一是得把表面弄糙,弄出那种细小的微纳米结构;二是得拿低表面能的东西去改变织物的性质。现在想做疏水材料,大伙儿主要有两种法子,一个是一步法,一个是多步法。 一步法顾名思义就是一步到位,得把固体表面粗糙化和化学改性这两件事在同一个步骤里搞定。比如溶胶-凝胶法、静电纺丝法、表面刻蚀法和表面沉积法这些都是常用的路子。咱们接着聊前文中提到的表面刻蚀法和表面沉积法,还有多步法的一些研究情况。 先看表面刻蚀法。这法子挺狠的,有等离子体刻蚀、化学刻蚀还有激光刻蚀这些有名的手段。有学者拿棉织物开刀,用碱和等离子体来回折腾,再加进纳米 SiO2颗粒还有正硅酸四乙酯(TEOS),硬是把棉织物搞成了机械耐久型的。这一弄下来接触角高达173度,纳米级的表面结构被牢牢控住了,TEOS还在棉织物上结了一层均匀的驱虫膜。还有研究者用酶来蚀刻超疏水丝织物,用热化学气相沉积(CVD)的工艺上甲基三氯氢硅(MTCS)进行改性。这下可好了,改性后的超疏水织物水接触角是156.7度,滚动角才8.5度。 接着聊表面沉积法。这是指通过层层叠叠的组装或者水热法、气相沉积等手法把原材料给折腾到纺织品上,形成那种粗糙的薄膜结构。有研究者在原位聚合的时候顺便把PDMS给上了,改性后的织物不仅耐磨抗菌还挺能防水。有个团队用气相沉积法合成了一种高纯度的杯状叠层碳纳米管(CSCNTs)做成了地毯结构。这种CSCNT地毯弹性特好还超疏水,接触角达到了155度,能当防水自清洁涂层用。 再看看多步法。顾名思义就是得分好几步走。先拿减法工艺把表面搞糙了,再用低表面能的材料去改改性能。有研究者用BPEI、APP、PDMS、CNC还有SiO2通过多步浸渍法把BAPC复合涂层给弄到了棉织物表面。这BAPC复合涂层给棉织物整得挺有意思:不仅阻燃还防水得很。LOI值达到了69.8,WCA更是冲到了156.6度。这下子棉织物不仅不怕火也不怕水了。 总之就是要想搞出防水疏水表面得费点心思,不过方法也挺多的。无论是一步到位还是分步处理都能整出这种效果来。不管是用CVD还是PDMS,是用TEOS还是SiO2,是做BAPC涂层还是CSCNTs地毯结构,最终目的都是为了让水在上面滚得远远的。