Page 228 - 《精细化工》2021年第11期

·2374· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

性，导致功能化 POSS 不能有效参与聚合反应，且 小的凸起〔图 8（c、c′）〕，表明纤维表面存在功能
部分功能化 POSS 还会发生自身团聚，使得改性聚 化 POSS 纳米颗粒。大量研究证实 [24-25] ，超疏水表
丙烯酸酯分子链上的 POSS 含量减少，整理织物对 面的两大主要条件是表面粗糙的微纳米结构和较低
水的接触角降低。 的表面自由能。功能化 POSS 的无机硅氧烷键框架
为进一步探究棉织物在功能化 POSS/有机硅改 和辛基侧链的协同作用使 POSS 可以同时降低表面
性聚丙烯酸酯无氟防水剂整理后疏水性能发生变化 能和提高表面粗糙度。在烘焙过程中，低表面能的
的原因，采用扫描电子显微镜观察了整理前后棉织 功能化 POSS 和有机硅倾向于迁移到空气/聚合物界
物纤维的表面形貌，结果见图 8。由图 8a 可以看出， 面，并占据表面最外层，赋予了纤维表面低的表面
原始棉织物纤维表面不平整，放大后观察到纤维表 能和一定的粗糙结构。因此，当水滴接触到整理棉
面存在沟壑（图 8a′）；而经乳液整理过的棉织物的 织物表面时，空气被困在了微米/纳米尺度的粗糙表
沟壑结构被填平（图 8b、c），表明纤维被聚合物膜 面，形成了一个空气层，整理棉织物保持了典型的
包裹；并且与有机硅改性聚丙烯酸酯整理织物相比， Cassie 模式 [26] ，从而表现出良好的疏水性。
POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯整理织物纤维表面有

图 8 不同放大倍数下原始棉织物（a、a′）、有机硅改性聚丙烯酸酯整理棉织物（b、b′）和 POSS/有机硅改性聚丙烯酸
酯整理棉织物（c、c′）的 SEM 图
Fig. 8 SEM images of pristine cotton fabrics (a, a′), cotton fabrics finished by organosilicon modified polyacrylate (b, b′),
and cotton fabrics finished by POSS/organosilicon modified polyacrylate (c, c′)

2.5 POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水剂整理 剂整理棉织物的透气性、透湿性、白度、耐干湿擦
织物的其他物理性能和抗菌性 性和抗菌性，结果如表 1 所示。整理织物摩擦前、
考察了 POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水 干擦后及湿擦后的形貌见图 9。

表 1 无氟防水剂整理棉织物的应用性能
Table 1 Application performance of the cotton fabrics finished by fluorine-free waterproof agent
透湿性 透气性 耐干擦后的 耐湿擦后的 抗菌性/%
样品 白度
2
/[g/(m ·d)] /(mm/s) 水接触角/(°) 水接触角/(°) 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌
原始棉织物 688.45 1279.31 69.56 0 0 13.0 18.0
整理棉织物 672.76 1260.50 68.19 169.1 145.4 71.7 82.4