CN103614915A - 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法 - Google Patents

一种超疏水天然纤维织物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103614915A
CN103614915A CN201310506490.8A CN201310506490A CN103614915A CN 103614915 A CN103614915 A CN 103614915A CN 201310506490 A CN201310506490 A CN 201310506490A CN 103614915 A CN103614915 A CN 103614915A
Authority
CN
China
Prior art keywords
super
hydrophobic
natural fabric
benzoxazine colophony
natural fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310506490.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103614915B (zh
Inventor
张涛
陈飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Original Assignee
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Sci Tech University ZSTU filed Critical Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority to CN201310506490.8A priority Critical patent/CN103614915B/zh
Publication of CN103614915A publication Critical patent/CN103614915A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103614915B publication Critical patent/CN103614915B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超疏水天然纤维织物及其制备方法。在天然纤维织物的两面涂有一层超疏水涂层。其制备方法包括:将基体织物清洗干净,烘干,剪切成所需尺寸;制备碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;将基体织物在碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡,去离子水和乙醇清洗,真空干燥,部分固化,自然冷却至常温,重复本过程至所需次数。本发明操作工艺简单,无需对天然纤维织物进行复杂的化学处理和昂贵的仪器设备;通过简单地调节碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中两种组分的浓度,以及浸泡次数,即可得到不同超疏水性能的天然纤维织物;所得超疏水天然纤维织物具有很好的耐酸碱和有机溶剂性能,在军工和户外等领域具有很好的应用前景。

Description

一种超疏水天然纤维织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超疏水材料及其制备方法,尤其涉及一种超疏水天然纤维织物及其制备方法。
背景技术
一般而言,超疏水材料具有优异的自清洁能力,一滴水可以非常容易地从其表面滚下,进而冲洗掉表面的灰尘和污渍。近几年,这种功能性材料受到了广泛的关注。研究发现,低的表面能和特殊的表面粗糙度是实现超疏水性能的两个必要条件。随后,许多具有自清洁能力的超疏水材料相继得到报道。
尽管许多基础研究已经成功地在坚硬的固体表面(比如常用的硅片、玻璃片和金属表面等)形成超疏水涂层,但是这些基体从一定程度上限制了其大规模的生产应用。近期,织物表面超疏水涂层的制备引起了广泛兴趣。比如,Seeger, S.等采用气相喷涂工艺将聚甲基硅倍半氧烷(POSS)纳米线生长于织物表面,处理后样品在保持原有力学性能的条件下取得了超疏水能力(Zimmermann, J.; Reifler, F. A.; Fortunato, G.; Gerhardt, L.-C.; Seeger, S. Advanced Functional Materials 200818, 3662.)。Lin, T.等采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、氟化烷基硅烷(?uorinated alkyl silane, FAS) 和FAS修饰的二氧化硅纳米粒子等,通过浸涂、固化的方法在聚酯织物表面制备了超疏水涂层(Zhou, H.; Wang, H.; Niu, H.; Gestos, A.; Wang, X.; Lin, T. Advanced Materials 201224, 2409.)。尽管目前文献报道的方法取得了很好的超疏水效果,然而这些方法大多需要复杂的化学处理工艺或昂贵的仪器设备。因此,如何采用简单有效的方法制备超疏水材料已经成为该领域的重要研究课题。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种超疏水天然纤维织物及其制备方法。
为达到上述目的,本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
一、一种超疏水天然纤维织物:
在天然纤维织物的两面涂有一层超疏水涂层;所述天然纤维织物是棉和麻类植物纤维织物;所述超疏水涂层是指由碳纳米管和苯并噁嗪树脂构成的多层多孔网状结构。
所述苯并噁嗪树脂,是含有3,4-二氢-3-取代基-2H-1,3-苯并噁嗪结构的苯并噁嗪树脂单体经加热固化交联而成的聚合物。
所述多层多孔网状结构,是由侧壁吸附有苯并噁嗪树脂的碳纳米管任意取向且多层堆叠而成的。
二、一种超疏水天然纤维织物的制备方法,包括以下步骤::
1)用洗涤剂将天然纤维织物在去离子水中清洗干净,烘干,然后剪切成所需尺寸;
2)将干的碳纳米管粉末在有机溶剂中超声1~24h至分散均匀,形成浓度为0.5~1.5mg/mL的悬浮液;加入苯并噁嗪树脂单体粉末,将其浓度调整为1~10mg/mL,继续超声1~24h,形成碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;
3)将步骤1)中剪切好的基体织物在步骤2)中形成的碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡5~30min,去离子水清洗3次,乙醇清洗1次;50℃下真空干燥0.5~2h,80℃下鼓风烘箱中加热5~30min;130~190℃下鼓风烘箱中加热固化5~30min,自然冷却至常温;重复本步骤5~30次,直到所需次数为止。
步骤2)中所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环或乙酸乙酯。
与背景技术相比,本发明具有的有益效果是::
本发明操作工艺简单,无需对天然纤维织物进行复杂的化学处理,无需昂贵的仪器设备;通过简单地调节碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中两种组分的浓度,以及浸泡次数,即可得到不同超疏水性能的天然纤维织物;所得超疏水天然纤维织物具有很好的耐酸碱和有机溶剂性能,在军工和户外等领域具有很好的应用前景。
附图说明
图1 是本发明超疏水天然纤维织物结构示意图。
图2是实施例1制备的超疏水苎麻纤维织物表面形貌扫描电镜照片。
图中:1、天然纤维织物,2、超疏水涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,在天然纤维织物1的两面涂有一层超疏水涂层2;所述天然纤维织物是棉和麻类植物纤维织物;所述超疏水涂层2是指由碳纳米管和苯并噁嗪树脂构成的多层多孔网状结构。
所述苯并噁嗪树脂,是含有3,4-二氢-3-取代基-2H-1,3-苯并噁嗪结构的苯并噁嗪树脂单体经加热固化交联而成的聚合物。
所述多层多孔网状结构,是由侧壁吸附有苯并噁嗪树脂的碳纳米管任意取向且多层堆叠而成的。
实施例1:
1)用洗涤剂将苎麻纤维织物在去离子水中清洗干净,烘干,然后剪切成50mm×200mm大小的布条;
2)将干的碳纳米管粉末在N,N-二甲基甲酰胺中超声1h至分散均匀,形成浓度为1mg/mL的悬浮液;加入苯并噁嗪树脂单体粉末,将其浓度调整为1mg/mL,继续超声1h,形成碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;
3)将清洗干净的苎麻纤维织物布条在碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡10min,去离子水清洗3次,乙醇清洗1次;50℃下真空干燥0.5h,80℃下鼓风烘箱中加热30min;160℃下鼓风烘箱中加热10min,自然冷却至常温;重复本过程20次,得到目标样品。
测试结果表明,处理后苎麻纤维织物表面与水的静态接触角为152±2°。图1是超疏水天然纤维织物结构示意图,图2是超疏水苎麻纤维织物的表面形貌扫描电镜照片。
实施例2:
1)用洗涤剂将棉纤维织物在去离子水中清洗干净,烘干,然后剪切成50mm×200mm大小的布条;
2)将干的碳纳米管粉末在四氢呋喃中超声24h至分散均匀,形成浓度为1.5mg/mL的悬浮液;加入苯并噁嗪树脂单体粉末,将其浓度调整为5mg/mL,继续超声24h,形成碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;
3)将清洗干净的苎麻纤维织物布条在碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡30min,去离子水清洗3次,乙醇清洗1次;50℃下真空干燥1h,80℃下鼓风烘箱中加热15min;190℃下鼓风烘箱中加热5min,自然冷却至常温;重复本过程5次,得到目标样品。
测试结果表明,处理后苎麻纤维织物表面与水的静态接触角为151±1°。
实施例3:
1)用洗涤剂将苎麻纤维织物在去离子水中清洗干净,烘干,然后剪切成50mm×200mm大小的布条;
2)将干的碳纳米管粉末在丙酮中超声12h至分散均匀,形成浓度为0.5mg/mL的悬浮液;加入苯并噁嗪树脂单体粉末,将其浓度调整为10mg/mL,继续超声12h,形成碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;
3)将清洗干净的苎麻纤维织物布条在碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡5min,去离子水清洗3次,乙醇清洗1次;50℃下真空干燥2h,80℃下鼓风烘箱中加热5min;130℃下鼓风烘箱中加热30min,自然冷却至常温;重复本过程30次,得到目标样品。
测试结果表明,处理后苎麻纤维织物表面与水的静态接触角为152±2°。
上述实施例仅用来解释本发明,而不是限制本发明的保护范围。在本发明的精神实质和权利要求保护范围内做出的任何等效变化或修饰,都视为在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种超疏水天然纤维织物,其特征在于:在天然纤维织物的两面涂有一层超疏水涂层;所述天然纤维织物是棉和麻类植物纤维织物;所述超疏水涂层是指由碳纳米管和苯并噁嗪树脂构成的多层多孔网状结构。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水天然纤维织物,其特征在于:所述苯并噁嗪树脂,是含有3,4-二氢-3-取代基-2H-1,3-苯并噁嗪结构的苯并噁嗪树脂单体经加热固化交联而成的聚合物。
3.根据权利要求1所述的一种超疏水天然纤维织物,其特征在于:所述多层多孔网状结构,是由侧壁吸附有苯并噁嗪树脂的碳纳米管任意取向且多层堆叠而成的。
4.根据权利要求1所述的一种超疏水天然纤维织物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)用洗涤剂将天然纤维织物在去离子水中清洗干净,烘干,然后剪切成所需尺寸;
2)将干的碳纳米管粉末在有机溶剂中超声1~24h至分散均匀,形成浓度为0.5~1.5mg/mL的悬浮液;加入苯并噁嗪树脂单体粉末,将其浓度调整为1~10mg/mL,继续超声1~24h,形成碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体的混合液;
3)将步骤1)中剪切好的基体织物在步骤2)中形成的碳纳米管和苯并噁嗪树脂单体混合液中浸泡5~30min,去离子水清洗3次,乙醇清洗1次;50℃下真空干燥0.5~2h,80℃下鼓风烘箱中加热5~30min;130~190℃下鼓风烘箱中加热固化5~30min,自然冷却至常温;重复本步骤5~30次,直到所需次数为止。
5.根据权利要求4所述的一种超疏水天然纤维织物的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环或乙酸乙酯。
CN201310506490.8A 2013-10-24 2013-10-24 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法 Expired - Fee Related CN103614915B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310506490.8A CN103614915B (zh) 2013-10-24 2013-10-24 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310506490.8A CN103614915B (zh) 2013-10-24 2013-10-24 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103614915A true CN103614915A (zh) 2014-03-05
CN103614915B CN103614915B (zh) 2015-07-22

Family

ID=50165630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310506490.8A Expired - Fee Related CN103614915B (zh) 2013-10-24 2013-10-24 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103614915B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103992493A (zh) * 2014-05-20 2014-08-20 东华大学 一种改性苎麻纳米纤维素与聚乳酸复合薄膜的制备方法
CN104004104A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 东华大学 一种苎麻纳米纤维素疏水化改性的方法
CN104805566A (zh) * 2015-05-11 2015-07-29 湖州哲豪丝绸有限公司 一种基于六角疏水超细纤维的仿荷叶织物
CN106178599A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 华东理工大学 一种自清洁聚苯并噁嗪超疏水超亲油网膜材料及其制备与在油水分离中的应用
CN106567239A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 杭州禹净环境科技有限公司 一种超疏水纤维材料及其制备方法
CN112342790A (zh) * 2020-12-11 2021-02-09 福州大学 一种乳液分离的超疏水织物表面的构筑方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290020A1 (en) * 2006-08-31 2008-11-27 Eva Marand Method for making oriented single-walled carbon nanotube/;polymer nano-composite membranes
CN102358067A (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 江南大学 一种超疏水纺织品及其加工方法
CN102516569A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 碳纳米管无纺布层间改性纤维增强复合材料的制备方法
CN102733171A (zh) * 2012-06-12 2012-10-17 南通全技纺织涂层有限公司 绿色自洁型超疏水憎油污涂层织物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080290020A1 (en) * 2006-08-31 2008-11-27 Eva Marand Method for making oriented single-walled carbon nanotube/;polymer nano-composite membranes
CN102358067A (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 江南大学 一种超疏水纺织品及其加工方法
CN102516569A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 碳纳米管无纺布层间改性纤维增强复合材料的制备方法
CN102733171A (zh) * 2012-06-12 2012-10-17 南通全技纺织涂层有限公司 绿色自洁型超疏水憎油污涂层织物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MUHAMMAD KALEEMULLAH ET.AL.: "Effect of surfactant treatment on thermal stability and mechanical properties of CNT/polybenzoxazine nanocomposites", 《COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY》, no. 72, 31 December 2012 (2012-12-31), pages 1968 - 1976 *
赵利等: "碳纳米管超疏水表面的研究进展", 《化工新型材料》, vol. 41, no. 3, 31 March 2013 (2013-03-31) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103992493A (zh) * 2014-05-20 2014-08-20 东华大学 一种改性苎麻纳米纤维素与聚乳酸复合薄膜的制备方法
CN104004104A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 东华大学 一种苎麻纳米纤维素疏水化改性的方法
CN104004104B (zh) * 2014-05-20 2016-02-17 东华大学 一种苎麻纳米纤维素疏水化改性的方法
CN103992493B (zh) * 2014-05-20 2016-08-31 东华大学 一种改性苎麻纳米纤维素与聚乳酸复合薄膜的制备方法
CN106178599A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 华东理工大学 一种自清洁聚苯并噁嗪超疏水超亲油网膜材料及其制备与在油水分离中的应用
CN104805566A (zh) * 2015-05-11 2015-07-29 湖州哲豪丝绸有限公司 一种基于六角疏水超细纤维的仿荷叶织物
CN106567239A (zh) * 2016-11-10 2017-04-19 杭州禹净环境科技有限公司 一种超疏水纤维材料及其制备方法
CN106567239B (zh) * 2016-11-10 2019-02-15 杭州同净环境科技有限公司 一种超疏水纤维材料及其制备方法
CN112342790A (zh) * 2020-12-11 2021-02-09 福州大学 一种乳液分离的超疏水织物表面的构筑方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103614915B (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103614915B (zh) 一种超疏水天然纤维织物及其制备方法
Zhang et al. Silk-based systems for highly efficient photothermal conversion under one sun: portability, flexibility, and durability
Wu et al. Designing breathable superhydrophobic cotton fabrics
CN106012107B (zh) 一种碳气凝胶纤维的制备方法
CN107376669B (zh) 一种全氟聚合物中空纤维复合膜的制备方法
CN107369563A (zh) 一种硫化镍颗粒/纤维素基复合碳气凝胶材料的制备方法
CN102627799B (zh) 一种超疏水低密度聚乙烯薄膜材料及其制备方法
CN110217774A (zh) 一种淀粉基中空碳微球材料及其制备方法和储热应用
CN112934012B (zh) 一种基于聚四氟乙烯的管式陶瓷膜表面超疏水改性方法
CN104112544A (zh) 一种防硫化氢气体腐蚀的银纳米线透明导电薄膜的制备方法
CN103127842A (zh) 一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法
CN108014658B (zh) 一种氧化石墨烯(GO)稳定的Pickering乳液制备多孔明胶膜的制备方法
CN105507061A (zh) 一种超疏水涂层及其制备方法
Luo et al. Excellent solar-driven interface evaporation by an oil repellence Janus photothermal membrane for oily wastewater treatment
CN104923089A (zh) 一种制备聚偏氟乙烯多孔膜的方法
CN106474941A (zh) 一种聚偏氟乙烯中空纤维膜表面疏水改性的方法
CN105061798B (zh) 超疏水线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法
CN107059151A (zh) 一种石墨烯‑聚丙烯腈复合纤维制备方法
CN102604534A (zh) 一种苯并噁嗪超疏水导电涂层的制备方法
CN104311856A (zh) 一种超疏水聚乙烯醇薄膜的制备方法及其材料
CN104513401A (zh) 强亲水性聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜及其制备方法
CN102838772B (zh) 一种超疏水聚丙烯薄膜
CN105088538A (zh) 一种疏水/超疏水蛋白涂层的制备方法
Li et al. Highly breathable and durable waterproof polyimide electrospun nanofibrous membrane for potential reusable protective clothing application: Preparation, characterization and performance
Zhang et al. Adjusting the pore size of nano-cellulose aerogel by heat treatment in the gel stage

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150722

Termination date: 20171024

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee