不小心被油漬弄臟衣服的事情，想必大家都遇到過，讓人苦惱又無奈。為此，防油織物被人們開發(fā)出來，這種織物易于清潔，減少了保養(yǎng)費(fèi)用，保持織物的自然外觀并改善透氣性和耐化學(xué)性，是一種理想的衣物原料。
通常，大家是利用長鏈全氟化合物（PFC-）作為低表面能織物整理劑提高紡織品的防油性/防水性和耐久性。但是，基于PFC的飾面會(huì)嚴(yán)重影響健康和環(huán)境，降解副產(chǎn)物極為持久，其中一些需要數(shù)百年才能分解。在一些最偏遠(yuǎn)的地方，包括在哈巴雪山的雪中（海拔5,053m）和北極熊的肝臟中都發(fā)現(xiàn)了其副產(chǎn)物的存在。為了應(yīng)對(duì)這些環(huán)境問題，紡織品制造商已開始使用短鏈PFC（6長或4長的全氟化碳鏈）。但短鏈PFC的副產(chǎn)物不僅仍具有毒性，而且拒油性功能也較差，因而被服裝工廠逐步淘汰。所有先前對(duì)織物整理劑的研究都表明，如果沒有全氟化，就不能實(shí)現(xiàn)拒油性。因此，針對(duì)無氟織物的開發(fā)，是一種巨大的挑戰(zhàn)。
近日，哥倫比亞大學(xué)Kevin Golovin課題組開發(fā)了使用不含PFC的表面化學(xué)材料制造防油紡織品整理劑的設(shè)計(jì)參數(shù)。
通過在給定編織的每根纖維上添加次級(jí)的，較小的長度尺度的紋理，當(dāng)紋理大小，間距和表面化學(xué)性質(zhì)得到適當(dāng)控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的拒油性。
除了合成汗水外，它還對(duì)菜籽油，橄欖油和蓖麻油具有疏油性。對(duì)于表面張力低至23.9 mN m-1的液體，紡織品仍保持不潤濕。相關(guān)研究以“Rational design of perfluorocarbon-free oleophobic textiles”發(fā)表在Nature Sustainability上。
疏油織物的制備：
織物用氧等離子體處理，經(jīng)過異丙醇洗滌，壓縮空氣干燥后，放入四乙氧基硅烷（TEOS）和乙醇溶液，室溫下攪拌。加入水和HCl，并升溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間，冷卻至室溫老化。將樣品進(jìn)行等離子體處理后，浸入硅烷醇溶液，烤箱中高溫固化后，在室溫下于1,3-二氯四甲基二硅氧烷蒸氣中處理。最后，用異丙醇洗滌以除去樣品中未反應(yīng)的部分，壓縮空氣干燥后，得到疏油織物。
疏油織物的制備原理及性能：
織物經(jīng)過等離子蝕刻，表面呈現(xiàn)出親水性。TEOS水解形成的SiO2含有大量的羥基，可以在織物上形成反應(yīng)層，固化后，構(gòu)筑合適粗糙度的微納結(jié)構(gòu)（Dfibre*≥π時(shí)，織物具有疏油性）。
浸入硅烷醇溶液后，織物表面含有大量的硅烷醇基團(tuán)，可以和1,3-二氯四甲基二硅氧烷的硅氧烷發(fā)生反應(yīng)，從而修飾表面的低表面能。在合適的粗糙度和低表面能的協(xié)同作用下，織物獲得了疏油性。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粒子與纖維共價(jià)鍵合，通過磨蝕，洗滌或反復(fù)磨損都不能去除表面化學(xué)物質(zhì)或顆粒，具有穩(wěn)定的疏油性?；谕榛突赑DMS的表面化學(xué)都可以生物衍生，可生物降解并可以回收利用，因此在機(jī)械磨損后重新涂飾可能仍然是可行的，提高技術(shù)服裝行業(yè)的可持續(xù)性。
小結(jié)：作者通過合理設(shè)計(jì)織物表面的結(jié)構(gòu)和采用合適的低表面能物質(zhì)，制備得到耐久性疏油織物。該織物在復(fù)雜環(huán)境中可以很好的保持疏油性，可生物降解并回收利用。這種綠色可持續(xù)發(fā)展織物的制備策略，為工業(yè)化的生產(chǎn)提供了參考價(jià)值。
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