上海应用物理研究所研制成一种可熨烫修复型超疏水棉布

2013/10/25 | 【 【打印】【关闭】 | 访问次数:

超疏水纺织品具有透气防水的特性,是与人们日常生活关系最为密切的超疏水材料应用。近年来,超疏水纺织品的使用耐久性,如耐洗涤性、耐磨擦性等,成为学界研究的一个热点问题。上海应用物理研究所、中国科学院核辐射与核能技术重点实验室辐射高分子课题组在前期利用辐射接枝技术获得耐洗涤超疏水棉布的基础上(Adv. Mater. 2010, 22, 5473–5477),研制成一种可熨烫修复型超疏水棉布。

在李景烨研究员的指导下,博士生吴景霞通过辐射接枝甲基丙烯酸正己酯和甲基丙烯酸正十二酯获得超疏水棉布,继而对其耐磨擦性能进行了深入研究。如图1所示,按GB/T 3920-2008规范,在44.8kPa压力下,超疏水棉布分别被铜柱磨擦8000次和9000次后,其超疏水性才被破坏(接触角小于150度);而经蒸汽熨烫(约200度)后,棉布的超疏水性得到了恢复(图中蓝线)。可熨烫修复的机理在于:由于辐射的穿透作用,疏水的接枝链段在纤维的表面与内部均匀分布,而当表面的接枝链段被磨耗后,通过高温处理可使纤维内部的接枝链段迁移至表面,从而修复其超疏水性。

更为有意义的发现是,如果一开始就对超疏水棉布进行周期性熨烫,如每2000次磨擦进行一次熨烫(图2),则可极大延长其寿命。如甲基丙烯酸正己酯接枝的棉布在磨擦16000次后其超疏水性才遭破坏,是未经熨烫的两倍,而甲基丙烯酸正十二酯接枝的棉布可以耐磨擦超过24000次。

相关成果于近期发表在Nature出版集团旗下的国际综合性学术期刊Scientific Reports上(Sci. Rep. 2013, 3, 2951)。

该项研究得到了国家自然科学基金、中科院知识创新工程领域前沿项目、中国科学院战略先导专项、上海市自然科学基金等基金的资助。(辐射化学与辐照技术部 供稿)

图1 超疏水棉布的耐磨擦测试与熨烫修复(左:甲基丙烯酸正己酯接枝;右:甲基丙烯酸正十二酯接枝)
 
图2 周期性熨烫下的耐磨擦测试(左:甲基丙烯酸正己酯接枝;右:甲基丙烯酸正十二酯接枝)
 
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