棉花织物因其柔软、透气和舒适的特点，在日常生活和工业领域得到了广泛应用。然而，它们对水、污渍和其他液体污染物的敏感性限制了它们的实际应用。近年来，超疏水纺织品涂层的发展成为解决这些问题的有效途径。受荷叶的启发，超疏水表面可以防水和抗污染，从而延长织物的使用寿命和功能。超疏水表面的构建主要涉及两个基本因素：微纳米粗糙结构的创建和低表面能物质的改性。目前已经开发了多种方法，如溶胶-凝胶法、浸涂法、喷涂法和层层自组装法，用于制造这些粗糙的微纳结构。但在实际应用中，这些粗糙结构容易受到磨擦和恶劣环境的影响，使其容易从基材上脱落，这极大限制了超疏水表面的耐久性。为了提高超疏水结构的稳定性，研究人员开发出共价接枝和粘合剂辅助方法等策略。此外，如何在确保环境安全的同时有效降低纺织品的表面能，也是一个重要问题。传统的低表面能全氟烷基物质（PFAs）对生物和人类健康造成长期的负面影响。目前，纺织品的环保处理主要采用长链烷烃或聚硅氧烷。但这些方法仍然面临着诸如环境安全与超疏水性有效性之间的平衡等挑战。因此，开发一种简单环保的方法来生产稳定耐用的超疏水棉织物，仍然是一项艰巨的任务。
微晶纤维素（MCC）是一种可再生、可生物降解的微米级纤维素颗粒，可用于构建环境友好型超疏水材料的粗糙结构。十八胺（ODA）是一种具有长链烷基和活性氨基的低表面能物质，可溶于乙醇，常被用作超疏水涂层的疏水剂。目前尽管已经有制备出高性能的超疏水表面的一些方法，但为了提高涂层与织物之间的粘合力，仍然需要添加额外的键合单元或耦合单元。
除了耐用性和环保性之外，超疏水纺织品在色彩多样性方面的局限也大大影响了它们的应用范围。大多数超疏水材料的颜色受限于其原始成分，通常是黑色、灰色或白色。最近的研究开始尝试开发具有自清洁特性的有色超疏水表面。然而，这些方法通常涉及复杂的制备过程，且颜色长期稳定性仍是一个问题。尽管取得了些创新成果，但要实现色彩多样性、耐用性和超疏水功能之间的平衡仍是一个重大挑战。
通过席夫碱反应将十八胺（ODA）接枝到双醛纤维素（DAC）上，然后用活性染料对其染色，制得彩色超疏水纤维素颗粒（DAC/ODA）；接着采用浸涂工艺结合热感应在棉织物表面形成坚固多彩的超疏水涂层。所得织物（DAC/ODA/Cotton）具有优异的透气性，透气度高达33.1mm/s，而且具有持久的超疏水性，水接触角为155°，渗透压为426.2mm。此外，该织物对多种常见液体表现出出色的防污性能，水可以轻松去除表面的灰尘。该织物在高温、紫外线辐射、水浸泡和酸碱化学腐蚀等极端条件下表现出优异的色牢度和拒水性。即使经过100次磨损循环，织物表面形态和颜色也没有明显变化。因此，本研究这种简单、无氟且环保的方法为开发在防污、自清洁和功能性可穿戴纺织品等领域应用的多功能纺织品和涂层提供了巨大的应用潜力，同时也减少了对环境的影响。
制备过程
(a) DAC/ODA和(b) DAC/ODA/Cotton可控色棉的制备过程。
性能测试
(a)水滴在DAC/ODA/Cotton上的滚动过程；(b)水滴在DAC/ODA/Cotton上的动态粘附测量；(c)将固定在玻璃上的棉织物和DAC/ODA/Cotton浸入水中；(d)棉织物和DAC/ODA/Cotton在蓝染水中浸泡；(e) DAC/ODA/Cotton抵抗常用液体，如盐水、果汁、牛奶和咖啡的图像。以沙子为模拟污染物的(f)棉花和(g) DAC/ODA/Cotton的自清洁能力。
数据来源与出处
相关研究成果以“Durable colorful superhydrophobic cotton fabric constructed from modified microcrystalline cellulose prepared by Schiff base reaction”发表在《Progress in Organic Coatings》上。
【声明】版权归原作者所有，由于学识水平有限难免出现偏差，建议感兴趣者阅读原文，感谢您的支持和关注。欢迎转发和转载，请在显著位置标明出处。欢迎您提出宝贵建议，任何事宜请联系管理员。长期招聘编辑、投稿及合作请发邮箱或者扫描下方二维码。
阅读推荐 | |
-
