Page 150 - 《精细化工》2023年第3期

·606· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

经商业化产品 SupBro 纳米防水喷雾、SUPER 由图 10 可知，经过了 5 个周期的洗涤后，水在
宿帕防水防污喷雾、清极客纳米防水喷雾整理后的 整理织物表面的接触角无明显变化，且均>150°，滚
织物在经过 1000 次摩擦磨损后，水在其表面的接触 动角维持在10°以下。这是由于疏水性的长链烷烃及
角分别为 120°±4°、118°±3°和 114°±4°。而经本工作 低表面能的 Vi-PDMS 向织物表面迁移富集，从而提
制备的无氟防水剂整理织物在经过 1000 次的摩擦 高了织物的防水性和耐水性。此外，交联剂 N-MAM
磨损后，水在其表面的接触角为 140°±3°（表 2）， 与织物表面的羟基的交联增强了整理织物的耐水
说明本工文制备的无氟防水剂整理织物具有优异的
性。因此，即使经过多次水洗后的织物，水珠仍能
耐磨性能。
快速地从织物表面滚落，说明织物保持良好的耐水
2.7 无氟防水剂整理织物的耐强酸强碱性能
洗性能。
为了评价无氟防水剂整理织物在极端环境下的
耐久性，将整理织物浸泡在强酸、强碱溶液中，对 3 结论
其接触角和滚动角进行了测试，结果见图 9。
本文通过长链烷烃和低表面能 Vi-PDMS 结合
制备出环境友好型水性无氟防水剂。当 Vi-PDMS 相
对分子质量为 2000、Vi-PDMS 含量为 3%、无氟防
水剂的质量分数为 10%时，无氟防水剂的防水效果
最佳。利用 N-MAM 羟甲基自交联的同时与织物上
的羟基交联构建的稳定共价交联体系赋予织物良好
的防水透气性、耐磨性能、耐强酸强碱性能及耐水
洗性能。水在整理织物表面的接触角可达 157°，整
理前后的织物透气性变化不大，透气率分别为

(697±54)和(720±35) mm/s，整理后的织物在机械压
图 9 无氟防水剂整理织物的耐强酸强碱性能
Fig. 9 Acid and alkali resistance of the fabric finished by 力摩擦 1000 次、强酸碱浸泡 10 min、水洗 5 个周期
fluoride-free waterproofing agent 后仍具有良好的疏水效果。本工作工艺简单，为发

如图 9 所示，当织物处于强度较高的酸性溶液 展与完善绿色环保、耐用性强的无氟防水剂的设计
（pH=2）时，水在织物表面的接触角为 142°±3°， 与研究提供了新的理论依据与技术储备。
滚动角为 12°±3°。当织物处于强度较高的碱性溶液 参考文献：
（pH=14）时，水在织物表面的接触角为 141°±2°， [1] GUO F, FANG K, SONG Y, et al. Optimizing a fabricating program
滚动角为 13°±3°。即织物处于强度较高的酸性或碱 for wearable super-hydrophobic cotton by clean production technology
of plasma and reducing chemical consumption[J]. Journal of Cleaner
性条件下，水在织物表面的接触角稍有降低，滚动 Production, 2020, 276(20): 124233.
角有所提高。但仍然表现出较强的疏水性。这是因 [2] OU J F, WANG F J, LI W, et al. Methyltrimethoxysilane as a
multipurpose chemical for durable superhydrophobic cotton fabric[J].
为，交联剂 N-MAM 在织物表面进行化学交联形成 Progress in Organic Coatings, 2020, 146: 105700.
[3] LI D W, WANG H Y, LIU Y, et al. Large-scale fabrication of durable
了稳定的共价键，使整理织物具有较强的耐酸碱性。 and robust super-hydrophobic spray coatings with excellent repairable
and anti-corrosion performance[J]. Chemical Engineering Journal,
2.8 无氟防水剂整理织物的耐水洗性能 2019, 367: 169-179.
整理织物的耐水洗性能如图 10 所示。 [4] LI J J, ZHOU Y N, LUO Z H. Polymeric materials with switchable
superwettability for controllable oil/water separation: A comprehensive
review[J]. Progress in Polymer Science, 2018, 87: 1-33.
[5] YANG M P, JIANG C, LIU W Q, et al. A water-rich system of
constructing durable and fluorine-free superhydrophobic surfaces for
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[6] GHADIMI M R, DOLATI A. Preparation and characterization of
superhydrophobic and highly oleophobic FEVE-SiO 2 nanocomposite
coatings[J]. Progress in Organic Coatings, 2020, 138: 105388.
[7] SHENG J L, XU Y, YU J Y, et al. Robust fluorine-free
superhydrophobic amino-silicone oil/SiO 2 modification of electrospun
polyacrylonitrile membranes for waterproof-breathable application
[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(17): 15139-15147.
[8] HUANG Z Y, XU W J, WANG Y, et al. One-step preparation of
durable super-hydrophobic MSR/SiO 2 coatings by suspension air
spraying[J]. Micromachines, 2019, 9(12): 667.
[9] YU C B, SHI K Q, NING J Y, et al. Preparation and application of
fluorine-free finishing agent with excellent water repellency for

图 10 无氟防水剂整理织物的耐水洗性能 cotton fabric[J]. Polymers, 2021, 13(17): 2980.
[10] LIN H, ROSU C, JIANG L, et al. Non-fluorinated superhydrophobic
Fig. 10 Washing resistance of the fabric finished by chemical coatings on polyester fabric prepared with kinetically-
fluoride-free waterproofing agent controlled hydrolyzed methyltrimethoxysilane[J]. Industrial & Engineering