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第 12 期 张彩宁，等: 含氧化铁超疏水棉织物的制备及性能 ·2135·

图 3 浸涂疏水乳液 2 次棉织物的接触角照片（a）、未浸
涂乳液棉织物（b）及浸涂疏水乳液 2 次后棉织物
（c）的 SEM 照片
Fig. 3 Contact angle photograph of the cotton fabric
emulsion coated 2 times (a), SEM images for the
pristine cotton fabric (b) and the cotton fabric
emulsion coated 2 times (c)

2.4 α-Fe 2 O 3 分散液浸涂次数对棉织物疏水性能的
影响
α-Fe 2O 3 分散液浸涂次数对浸涂 2 次疏水乳液棉 图 4 α-Fe 2 O 3 分散液浸涂 2 次棉织物接触角照片（a）、
α-Fe 2 O 3 分散液浸涂 1 次的棉织物（b）及纤维表面
织物疏水性能的影响如表 2 所示。图 4 为浸涂 α-Fe 2O 3
棉织物接触角照片和浸涂 α-Fe 2O 3 棉织物及纤维表面 α-Fe 2 O 3 （c）的 SEM 照片
Fig. 4 Contact angle photograph of cotton coated 2 times
α-Fe 2O 3 的 SEM 照片。由表 2 可知，浸涂 1 次 α-Fe 2O 3
by iron oxide dispersion (a), SEM images for the
后，棉织物对水的接触角可达到 152.3°，另测得棉织 cotton fabric coated 1 times by iron oxide
物对水的滚动角为 9.1，达到超疏水状态。浸涂 2 次 dispersion (b) and the iron oxide on the fibre (c)
后，棉织物对水的接触角增至 158.6°（见图 4a），继
续增加浸涂次数，对水的接触角基本保持不变。从图 2.5 紫外光对含 α-Fe 2 O 3 棉织物润湿性的影响
4b 可以看出，浸涂 1 次之后，α-Fe 2O 3 纳米粒子就已 用紫外光对超疏水棉织物单面照射，考察了紫
将大部分纤维表面覆盖，且 α-Fe 2O 3 粒径为 40~70 nm 外光照射时间对织物正面（即光照面）和背面（即
（见图 4c），在纤维表面形成了纳米级的粗糙结构。 背光面）润湿性能的影响，结果见图 5。
结合图 3 和图 4 可知，棉织物在浸涂疏水乳液和
α-Fe 2O 3 分散液后获得超疏水性能的原因有两个：首
先，疏水乳液赋予棉纤维表面很低的表面能，显著降
低了纤维的亲水性；其次，棉纤维天然的微米级粗糙
表面与纳米 α-Fe 2O 3 粒子形成了微米-纳米复合的粗
糙结构，进一步增大了纤维的疏水性。因此，制备得
到棉织物的超疏水特性源于织物表面的低表面能化
学组成和微米-纳米复合结构的共同作用 [13] 。由于
α-Fe 2O 3 的浸涂次数为 2 次时接触角最大，故选择
α-Fe 2 O 3 分散液浸涂次数为 2 次进行后续实验。

表 2 α-Fe 2 O 3 分散液浸涂次数对棉织物疏水性的影响
Table 2 Influence of coating times of α-Fe 2 O 3 dispersion 图 5 紫外光照射时间对超疏水棉织物正、反面（c 和 a）
on the hydrophobicity of cotton fabric 及浸涂疏水乳液棉织物（b）润湿性的影响
浸涂次数/次 Fig. 5 Influence of ultraviolet irradiation time on the
wettability of front side (c), reverse side (a) of the
0 1 2 3 4
super hydrophobic cotton fabric and emulsion
接触角/（） 138.6 152.3 158.6 158.3 158.3 coated cotton fabric (b)