一种实现丙纶织物表面超疏水和超亲水可逆开关转变的方法与流程

文档序号:14276060阅读:982来源:国知局

本发明属于表面处理技术领域,涉及一种丙纶织物表面超疏水和超亲水可逆开关转变的方法。



背景技术:

表面浸润性是物质表面的重要属性之一,广泛存在于自然界、化学工业、材料科学等的固体-流体、流体-流体系统中。材料表面的浸润性由其表面物理化学性质共同决定,例如表面的物理均匀性(粗糙度)、化学均匀性(成分)直接影响表面的浸润能力。这种性质在化学化工、环境食品、土壤、建筑、化妆品以及生物医学等领域领域产生重要的影响,尤其在防雾、自清洁、油水分离领域中,表面浸润是最主要的因素之一。超亲水性和超疏水性是表面浸润性的主要表现形式,通常意义上当界面上的液体和界面的接触角在150度左右时为超疏水,当界面表面的液体和界面的接触角在10度以下时为超亲水。人们通过调整材料的表面微观结构和化学组成来达到固体表面的疏水性与亲水性的互相转换。特别是利用多种外界因素刺激,例如光、温度、溶剂及ph值等实现了固体表面润湿性的调节,制备出了疏水-亲水可逆转换的智能响应功能性材料。具有这种特殊性能的材料在药物传输、微流体开关及油水分离技术等方面都有着潜在应用前景。

中国发明专利cn103570026a公开了一种超疏水-亲水可逆开关功能的二氧化硅材料,将二氧化硅与硅烷置于有机溶剂中搅拌,经洗涤、抽干后即得到具有ph值响应的超疏水-亲水开关功能的改性二氧化硅材料,但二氧化硅的表面高分子聚合具有过程复杂,难以控制等缺点。

中国专利200810182214.x公开了一种超疏水-超亲水转换涂料的制备方法。制备了聚四氟蜡/氟化碳纳米管复合涂层,通过不同的加热温度来调节涂层的表面化学组成和微结构,从而实现涂层表面的超疏水-超亲水转变,但该方法制备过程中采用了有机溶剂,存在环境污染问题。

文献(superphobicity/philicityjanusfabricswithswitchable,spontaneous,directionaltransportabilitytowaterandoilfluids,scientificreports,2013,3,2964)报道了一种超疏水-超亲水可逆开关功能的涂层材料,该材料以棉织物为基材,引入聚氟烷基硅烷作为疏水单体,通过两步湿化学涂层和连续uv辐射处理实现涂层表面的超疏水-超亲水转变。中国发明专利cn105887158a公开了一种超疏水和超亲水可逆转变功能的纳米金属氧化物阵列及其制备方法。通过制备出纳米金属氧化物阵列,经过热处理、紫外光照射和加热回复过程,实现了在不同油相下超疏水-超亲水可逆转变的功能。但上述两种方法都采用了含氟试剂,存在环境污染问题。

虽然上述技术都能成功制备出超疏水-亲水可逆转变的材料,但存在含氟试剂和金属氧化物等物质,工艺复杂、能耗大、成本高且污染环境。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种以物理方法实现丙纶织物表面超疏水和超亲水可逆开关转变的方法。

本发明的原理是:采用物理方法实现丙纶织物的超疏水和超亲水可逆开关转变。

本发明是通过以下方法实现的:

一、将超亲水丙纶织物转变为超疏水:

室温下,将常规具有良好芯吸性能的超亲水的丙纶织物用非绝缘液体浸润,而后置于电磁感应器的上下极板间,经电磁场处理一定时间后,将丙纶织物取自然风干,得到具有超疏水性能的丙纶织物,实现了丙纶织物由超亲水向超疏水功能的转变

二、将超疏水丙纶织物转变为超亲水:

将超疏水丙纶织物放置于高温、高压、高湿条件下处理一定时间,然后将织物取出,在室温下自然风干,得到具有超亲水性能的丙纶织物,此时丙纶织物恢复为超亲水性能。

三、交替进行步骤一和二,可实现丙纶织物表面超疏水和超亲水的可逆开关转变。

所述丙纶织物优选为:机织织物、针织织物、非织织物。

所述非绝缘液体优选为:自来水,盐水,蒸馏水,去离子水。

所述电磁场处理时间优选为:2-3min。

所述高温、高压、高湿条件的温度优选为100-115℃,压力优选为1.2-1.7标准大气压,湿度优选为80%-100%。

所述高温、高压、高湿条件下处理一定时间的时间优选为1.5-3h。

本发明采用电磁场和高压热湿处理的方法实现常规丙纶织物的超亲疏水性可逆开关转变,形成智能“开关”。该方法具有性能稳定,成本低廉、高效节能、环境友好的特点,由于该方法不引入任何化学试剂及涂层整理,因此在赋予织物智能“开关”作用的同时,不会对丙纶织物的手感、热湿舒适性带来任何负面影响。

附图说明

图1是实施例一所制备的丙纶织物表面亲疏水可逆转换图片;

具体实施方式

为更好的理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但是本发明的实施方式不限于此。

实施例1

室温下,将300d/48f机织丙纶长丝斜纹织物用自来水浸湿后夹持在电磁感应器上下极板间,经电磁场处理2min后,将丙纶织物取出自然风干后即可得到超疏水丙纶机织物。然后,将超疏水丙纶机织物放置于115℃、1.7个大气压、相对湿度100%条件下处理1.5h,取出织物,在室温下自然风干,得到具有超亲水性能的丙纶机织物,此时丙纶机织物由超疏水性恢复为超亲水性能,将上述步骤进行重复进行可实现该丙纶机织物亲疏性的可逆开关转变。

实施例1中丙纶机织物的表面超亲疏水性可逆开关转变图片如图1所示,由图可知,在电磁场作用下,丙纶织物表面为超疏水性,经高温、高压、高湿条件处理后,丙纶织物表面恢复为超亲水性,且其超亲疏性具有可逆开关转变的性能。

实施例2

室温下,将450d/50f丙纶针织物用盐水浸湿后夹持在电磁感应器上下极板间,经电磁场处理2.5min后,将丙纶针织物取出自然风干后即可得到超疏水丙纶针织物。然后,将超疏水丙纶针织物放置于110℃、1.5个大气压、相对湿度90%条件下处理2h,取出织物,在室温下自然风干,得到具有超亲水性能的丙纶针织物,此时丙纶针织物由超疏水性恢复为超亲水性能,将上述步骤进行重复进行可实现该丙纶针织物超亲疏性的可逆开关转变。

实施例3

室温下,将300d/48f机织丙纶长丝平纹织物用蒸馏水浸湿后夹持在电磁感应器上下极板间,经电磁场处理3min后,将丙纶机织物取出自然风干后即可得到超疏水丙纶机织物。然后,将超疏水丙纶机织物放置于100℃、1.2个大气压、相对湿度80%条件下处理3h,取出织物,在室温下自然风干,得到具有超亲水性能的丙纶机织物,此时丙纶机织物由超疏水性恢复为超亲水性能,将上述步骤进行重复进行可实现该丙纶机织物超亲疏性的可逆开关转变。

实施例4

室温下,将水刺丙纶非织造布用去离子水浸湿后夹持在电磁感应器上下极板间,经电磁场处理2min后,将丙纶非织布取出自然风干后即可得到超疏水丙纶非织布。然后,将超疏水丙纶非织布放置于105℃、1.6个大气压、相对湿度100%条件下处理2h,取出织物,在室温下自然风干,得到具有超亲水性能的丙纶非织布,此时丙纶非织布由超疏水性恢复为超亲水性能,将上述步骤进行重复进行可实现该丙纶不织布超亲疏性的可逆开关转变。

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