Page 149 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 于丹凤，等: 双交联长链烷烃/有机硅防水剂的制备及其耐磨性能 ·605·

如图 6 所示，随着无氟防水剂质量分数的增加， 如表 1 所示，未处理织物与经整理后织物的透
水在经无氟防水剂整理的织物表面的接触角和滚动 气率分别为(697±54)和(720±35) mm/s，基本保持一
角出现明显改变，而后趋于平稳的变化趋势。当无 致。如图 8 所示，经防水剂整理前、后的两个织物
氟防水剂质量分数由 5%增加至 10%时，水在织物表 样品的纤维孔隙大小基本保持一致，即经过质量分
面的接触角由 137°骤增至最大（157°）；而水在织物 数为 10%的无氟防水剂处理的织物纤维表面没有被
表面的滚动角由 17°骤减至最小（6°），达到了超疏 堵塞间隙。
水效果。将质量分数为 10%的无氟防水剂自然干燥
成膜，膜在室温下于去离子水中浸泡 48 h，吸水率为 表 1 织物经无氟防水剂整理前、后的透气率
Table 1 Air permeability of the fabric before and after
12%，说明无氟防水剂的交联度高，赋予其强的疏 treating with fluoride-free waterproofing agent
水性和耐水性。因此，无氟防水剂最佳质量分数为10%。
样品 透气率/(mm/s)
2.4 防水剂整理织物的防水性能
未整理织物 697±54
以质量分数为 10%的 2.3 节制备的无氟防水剂 整理后织物 720±35
整理织物，对整理织物进行以下性能的表征（本文
所述的 2.4~2.8 节部分）。在生活中，织物易受到不
同液体的污染，测试了整理织物对不同液体的防润
湿效果，结果见图 7。

图 8 无氟防水剂整理前、后织物的表面形貌
Fig. 8 Surface morphology of the fabric before and after
treating with the waterproofing agent

图 7 不同液体在无氟防水剂整理织物表面的润湿性能 2.6 无氟防水剂整理织物的耐磨性能
Fig. 7 Wettability of different liquids on the surface of the 近年来，防水剂整理后织物表面的耐磨性能一
fabric finished by fluoride-free waterproofing agent
直备受关注，现有相关研究工作及市售防水剂产品
如图 7a 所示，在倾斜角为 20°的情况下，水珠 依赖微纳结构与低表面能实现防水性能，经过摩擦
在整理织物的表面可以快速滚落并且没有留下任何 后，表面疏水性能大幅度衰减。如通过溶胶-凝胶法
痕迹。如图 7b 所示，生活中几种常见饮料（水、绿 制备了表面含有氨基及丙烯基的 SiO 2 纳米粒子，将
茶、红酒、酸梅汁、芬达）在整理织物表面呈圆润 其与表面带有环氧基团的 SiO 2 亚微米粒子反应，制
的球状液滴。这是由于分布在织物表面的 Vi-PDMS 得了具有微纳复合结构的超疏水涂层，该涂层在经
链段降低了织物的表面能，使织物从亲水表面变成 过 10 次摩擦磨损后，水在其表面的接触角降为
疏水表面 [31] ，使各种液体能够轻松地从织物表面滑 98.5° [32] 。徐兵兵等 [33] 通过十六烷基三甲氧基硅烷对
走，从而使织物具有优异的防水性能。 SiO 2 微纳米粒子进行疏水改性，再将改性后的 SiO 2
2.5 无氟防水剂整理织物的透气性 粒子与有机硅烷混合，利用硅烷的水解、聚合形成
经过防水剂处理后的织物仍能保持良好的透气 超疏水涂层，在经过 400 次摩擦磨损后，水在其表
性尤为重要，对无氟防水剂整理前后织物的表面形 面的接触角降为 100°。无氟防水剂整理织物的耐磨
貌进行了测试，结果见表 1 和图 8。 性能见表 2。

表 2 无氟防水剂整理织物的耐磨性能
Table 2 Abrasive resistance of the fabric finished by fluoride-free waterproofing agent
摩擦次数 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
接触角/(°) 155±2 153±3 152±3 150±2 147±3 145±1 143±2 142±3 142±4 140±3
滚动角/(°) 7±2 8±2 8±3 10±3 12±4 14±2 15±2 17±3 18±2 20±2