CN110644240A - 一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，属于材料技术领域。其技术方案为：一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，将织物清洗并烘干后，放入聚二甲基硅氧烷水溶液中，一段时间后取出烘干；将多功能耐久性和自修复超疏水织物进行耐磨、水洗以及在苛刻环境下的化学稳定性测试；并将其应用于油水分离测试。本发明的有益效果为：本发明是通过对PDMS进行等离子体处理，将其均匀地分散于水中，通过一步浸渍法制备了超疏水织物表面涂层，没有使用任何有机溶剂和含氟材料，环保无毒，成本低廉，适合工业化生产。

Description

一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法。
背景技术
受到自然界中自荷叶、壁虎的脚等其他动植物的启发，人们成功制备了一系列仿生超疏水表面，因其具有特殊的润湿性能，被广泛应用于防水、防污、抗腐蚀、抗结冰、抗油污、油水分离等领域。众所周知，低表面能和粗糙结构是构建超疏水表面的两个关键因素。因此，研究人员开发了很多方法来制备超疏水表面，如溶胶-凝胶法、水热法、电化学腐蚀法、气相沉积法、相分离法等。但是这些方法由于成型周期长，成型面积小等缺点，难以大规模生产。此外，机械和化学稳定性差，基底与改性材料之间界面结合力差而易被破坏，以及使用有机溶剂和含氟成分，这些缺点严重限制了其实际应用。
近年来，尽管人们已经成功在不同的基底上构建超疏水涂层，并取得了一定的进展。但在实际应用中，因为超疏水涂层通常会受到机械力或化学腐蚀破坏，如何解决超疏水涂层的耐久性仍然是一个重大的挑战。人们通常先在织物表面沉积微纳米颗粒构造粗糙结构，然后在表面修饰含氟材料降低表面能，从而制备了超疏水织物。但微纳米颗粒与织物仅仅依靠物理吸附，结合力较弱，容易受到机械外力的破坏而丧失超疏水性能。因此，赋予超疏水表面自修复特性能够有效地解决这个问题，受到人们广泛的关注。然而，在受到机械外力破坏后，这些低表面能的成分会逐渐减少，并且本身粗糙结构会被破坏，限制了其广泛应用。此外，大多数报道的自修复过程是通过低表面能含氟成分向表面迁移而实现的，这些成分通常价格昂贵，并且具有毒性，对环境和人类健康有害的。因此，通过环保技术赋予超疏水表面自修复性能，是提高超疏水涂层耐久性的理想途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法。
本发明是通过如下措施实现的：一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，具体内容为：
将织物清洗并烘干后，放入PDMS水溶液中，一段时间后取出烘干；将多功能耐久性和自修复超疏水织物进行耐磨、水洗以及在苛刻环境下的化学稳定性测试；并将其应用于油水分离测试。
进一步地，所述织物清洗的溶液为丙酮和无水乙醇溶液，织物超声清洗时间为10-60 min，烘干温度为50-100℃，干燥时间为1-20h。
进一步地，所述聚二甲基硅氧烷在去离子水中的浓度为0.1-2wt％，聚二甲基硅氧烷整理液和织物的质量比为1-5:1，在整理液中浸渍时间为2-20min，聚二甲基硅氧烷@织物烘干温度为50-100℃，烘干时间为1-20h。
进一步地，摩擦次数为10-200次，水洗次数为10-50次。
进一步地，苛刻环境中强酸强碱的pH范围为1-14。
进一步地，PDMS@织物被机械力破坏后，将其在烘箱内干燥一段时间，或者在室内静置一段时间，烘箱内干燥温度为50-100℃，时间为1-10h；室内搁置温度为10-35℃，时间为 10-30h。
进一步地，油水分离的次数为1-50次。
进一步地，所述PDMS水溶液按照以下方法制备：先在空气中对PDMS进行等离子体处理，然后将PDMS倒入去离子水中，并超声使其分散均匀。
进一步地，等离子体处理功率为100-1000W，时间为1-10min。
进一步地，PDM在去离子水中的浓度为0.1-2wt％，超声时间为5-60min，温度为30-40℃。
为了更好地实现本发明的目的，本发明还提供一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚二甲基硅氧烷水溶液的制备：先在空气中对聚二甲基硅氧烷进行等离子体处理，然后将聚二甲基硅氧烷倒入去离子水中，并超声使其分散均匀；
(2)多功能耐久性和自修复超疏水织物的制备：先将织物分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中，超声去除表面的蜡质和杂质，一段时间后取出烘干；然后将织物放入聚二甲基硅氧烷水溶液中，一段时间后取出烘干；
(3)将多功能耐久性和自修复超疏水织物进行耐磨、水洗以及在苛刻环境下的化学稳定性测试：聚二甲基硅氧烷@织物被机械力破坏后，变成疏水状态，将其在烘箱内干燥一段时间，或者在室内静置一段时间，即可恢复超疏水性能；
(4)将超疏水聚二甲基硅氧烷@织物用于油水分离测试：将聚二甲基硅氧烷@织物固定在油水分离器上，将三氯甲烷(油)和用亚甲基蓝染成蓝色的去离子水混合，将油水混合液倒入油水分离器中进行分离。
其中，所述步骤(1)中等离子体处理功率为100-1000W，时间为1-10min。
其中，所述步骤(1)中聚二甲基硅氧烷在去离子水中的浓度为0.1-2wt％，超声时间为 5-60min，温度为30-40℃。
其中，所述步骤(2)中织物超声清洗时间为10-60min，烘干温度为50-100℃，干燥时间为1-20h。
其中，所述步骤(2)中聚二甲基硅氧烷整理液和织物的质量比为1-5:1，在整理液中浸渍时间为2-20min，聚二甲基硅氧烷@织物烘干温度为50-100℃，烘干时间为1-20h。
其中，所述步骤(3)中摩擦次数为10-200次，水洗次数为10-50次。
其中，所述步骤(3)中苛刻环境中强酸强碱的pH范围为1-14。
其中，所述步骤(3)中烘箱内干燥温度为50-100℃，时间为1-10h；室内搁置温度为10-35℃，时间为10-30h。
其中，所述步骤(4)中油水分离的次数为1-50次。
本发明的有益效果为：
(1)聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有良好的化学稳定性、良好的耐水洗/耐磨性、优异的防水性能和与粘合力，是制备超疏水涂层常用的无氟聚合物粘合剂。但根据目前的报道，现有的技术是将PDMS溶解在有机溶剂中，如四氢呋喃、甲苯等，然后将PDMS负载在织物表面，制备超疏水织物；增强了其与基底间的界面结合力，使超疏水涂层具有较好的耐久性。但是，有机溶剂不仅价格昂贵，而且对环境有害。但是本发明是通过对PDMS进行等离子体处理，将其均匀地分散于水中，没有使用任何有机溶剂。
(2)通过简单的一步浸渍法，PDMS不仅渗透到纤维内部，而且通过较强的结合力均匀负载在织物表面；不仅增强了织物的微观结构，而且PDMS中的甲基有效地降低了织物表面能，PDMS@织物表现出优异的超疏水性能，所用的方法不使用任何有机溶剂和含氟物质，制备原料无毒、价格低廉，制备方法简单，绿色环保，可控性好，适于大规模、工业化生产。
(3)PDMS通过较强的界面结合力负载在织物表面，经过多次水洗和耐磨以后，仍保持较高的疏水角，展现出优异的机械耐久性；而且在苛刻环境下表现出优异的化学稳定性，即使超疏水PDMS@织物在使用过程中会因磨损或机洗而受损，但加热或放置一段时间后，仍能自修复具有超疏水特性；
附图说明
图1为本发明的一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1制备得到的水溶液和聚二甲基硅氧烷水溶液的光学照片；
图3为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷水溶液中聚二甲基硅氧烷在水中存在形式的示意图、光学照片以及放置一周前后的粒径变化图；
图4为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和聚二甲基硅氧烷@棉织物的 SEM和AFM图；
图5为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物的Mapping和EDS图；
图6为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和聚二甲基硅氧烷@棉织物的 FTIR图；
图7为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和聚二甲基硅氧烷@棉织物的 XPS图；
图8为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和聚二甲基硅氧烷@棉织物在显微镜下的光学照片图；
图9为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和聚二甲基硅氧烷@棉织物的 DSC图；
图10为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物单根纤维的Mapping图；
图11为本发明实施例1、2、3、4制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物的接触角变化图；
图12为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物水洗25次的接触角变化图和水洗后的SEM图；
图13为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物摩擦-自修复循环100次的接触角变化图和摩擦后SEM图；
图14为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物自修复过程示意图，磨擦前、磨擦后和自修复后的EDS和XPS图；
图15为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物在强酸强碱溶液中浸泡后的接触角变化图和SEM图；
图16为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物油水分离过程图；
图17为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物油水分离效率变化图；
图18为本发明实施例1制备得到的聚二甲基硅氧烷@棉织物油水分离后接触角变化图；
图19为本发明实施例2制备得到的聚二甲基硅氧烷@麻织物光学照片图；
图20为本发明实施例3制备得到的聚二甲基硅氧烷@丝织物光学照片图；
图21为本发明实施例4制备得到的聚二甲基硅氧烷@毛织物光学照片图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
本发明还提供一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)聚二甲基硅氧烷水溶液的制备：先在空气中对聚二甲基硅氧烷进行等离子体处理，然后将聚二甲基硅氧烷倒入去离子水中，并超声使其分散均匀；
(2)多功能耐久性和自修复超疏水织物的制备：先将织物分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中，超声去除表面的蜡质和杂质，一段时间后取出烘干；然后将织物放入聚二甲基硅氧烷水溶液中，一段时间后取出烘干；
(3)将多功能耐久性和自修复超疏水织物进行耐磨、水洗以及在苛刻环境下的化学稳定性测试：聚二甲基硅氧烷@织物被机械力破坏后，变成疏水状态，将其在烘箱内干燥一段时间，或者在室内静置一段时间，即可恢复超疏水性能；
(4)将超疏水聚二甲基硅氧烷@织物用于油水分离测试：将聚二甲基硅氧烷@织物固定在油水分离器上，将三氯甲烷(油)和用亚甲基蓝染成蓝色的去离子水混合，将油水混合液倒入油水分离器中进行分离。
其中，所述步骤(1)中等离子体处理功率为100-1000W，时间为1-10min。
其中，所述步骤(1)中聚二甲基硅氧烷在去离子水中的浓度为0.1-2wt％，超声时间为 5-60min，温度为30-40℃。
其中，所述步骤(2)中织物超声清洗时间为10-60min，烘干温度为50-100℃，干燥时间为1-20h。
其中，所述步骤(2)中聚二甲基硅氧烷整理液和织物的质量比为1-5:1，在整理液中浸渍时间为2-20min，聚二甲基硅氧烷@织物烘干温度为50-100℃，烘干时间为1-20h。
其中，所述步骤(3)中摩擦次数为10-200次，水洗次数为10-50次。
其中，所述步骤(3)中苛刻环境中强酸强碱的pH范围为1-14。
其中，所述步骤(3)中烘箱内干燥温度为50-100℃，时间为1-10h；室内搁置温度为10-35℃，时间为10-30h。
其中，所述步骤(4)中油水分离的次数为1-50次。
本发明中所提到的字母简称，均为本领域固定简称，其中部分字母文解释如下：SEM图：电子扫描显像图；EDS图：能谱图；Mapping图：元素分布图；FTIR：红外光谱图；XRD图：X 射线衍射图；XPS谱图：X射线光电子能谱分析谱图；DSC：差示扫描量热法；AFM：原子力显微镜；PDMS：聚二甲基硅氧烷。
实施例1
先在空气中对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行等离子体处理，等离子体处理功率为500W，处理10min后将PDMS倒入去离子水中，PDMS的浓度为0.9wt％，40℃超声60min，使其在水中分散均匀；
对得到的PDMS水溶液进行检测，结果见图2和图3，图2为本发明实施例1制备得到的水溶液和PDMS水溶液的光学照片，从图2a中可看出，去离子水呈透明澄清液，而PDMS 水溶液呈乳浊液状(图2b)，PDMS水溶液没有分层，说明均匀地分散在水溶液中。此外，从图3a-c中可看出，超声使得PDMS均匀分散在水溶液中，PDMS分子末端的羟基与水形成氢键，杯水包围形成了细小的水包油乳滴，从粒径分布可以看出，一周前，PDMS聚合物分散体的平均粒径约为719nm(图3d)，一周后，未见沉淀(图3e，右侧)，粒径仅略有增加至865nm(图3f)，说明PDMS可以长期保持稳定状态；
先将棉织物裁剪成3*3cm的方块，分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗，30min 后取出，在烘箱中60℃放置15h，然后称取一定量的聚二甲基硅氧烷整理液，使聚二甲基硅氧烷整理液和织物的质量比为2:1，将棉织物放入制备的聚二甲基硅氧烷整理液中，浸渍 5min后取出，在烘箱中80℃放置10h。
对实施例1制备得到多功能耐久性和智能自修复超疏水织物表面进行分析：
其中，图4为本发明实施例1制备的未经修饰的原棉织物和PDMS@棉织物的SEM形貌图和AFM图。从图4a中可看出，未经修饰的原棉织物在微观尺度上有许多天然裂缝和凹槽。将棉织物浸渍于PDMS水溶液中并干燥后，棉织物表面沟槽结构变得更加明显(图4b)。这进一步验证了将PDMS溶解在全水基体系中，可以大幅度提高表面粗糙度，同时降低了棉织物表面能，从而获得超疏水性能。此外，本发明也可以通过AFM来表征表面粗糙度，原棉表面比较光滑，RMS值为7.6nm(图4c)，RMS越大，表示粗糙度越大。将棉织物浸渍于PDMS 水溶液中并干燥后，PDMS@棉织物的RMS的粗糙度从7.6nm增加到19.7nm，证明表面粗糙度增大(图4d)，这与SEM观察结果相一致。
从图5中的Mapping图和EDS图谱可看出，由于PDMS的主要成分是SiO2，C、Si、O元素均匀地分布说明PDMS成功负载在棉织物表面，从而进一步证实成功制备了PDMS@棉织物，并且C：O和Si的重量百分比为57.7：40.2：2.1wt％。
图6为本发明实施例1制备的未经修饰的原棉织物和PDMS@棉织物的FTIR图。原棉织物在3430、2917和1617cm-1处出现了特征峰，对应于-OH、C-O和C＝O基团的拉伸振动。经PDMS改性后，PDMS@棉织物在750cm-1处出现了一个新的Si-C特征峰，说明成功制备了 PDMS@棉织物。
图7为本发明实施例1制备的未经修饰的原棉织物和PDMS@棉织物的XPS图。从XPS宽谱图可看出，原棉织物仅由碳、氧元素组成。棉织物被PDMS包覆后，在101.0eV和 152.0eV出现了两个新的特征峰，分别对应于Si2p和Si2s。此外，从XPS窄谱可看出， PDMS@棉织物的Si2p峰值比原棉织物强度高很多，进一步证明棉织物完全被PDMS包裹。
图8为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和PDMS@棉织物在显微镜下的光学照片。如图8a所示，负载PDMS前，棉织物单根棉纤维的光亮区域代表结晶区。然而，负载PDMS后，棉纤维光亮区变暗(图8b)，说明PDMS成功渗透到棉纤维内部。
图9为本发明实施例1制备得到的未经修饰的原棉织物和PDMS@棉织物的DSC图。修饰 PDMS后，PDMS@棉织物的熔点明显小于未经修饰的原棉织物，这是由于PDMS分子迁移到非晶区引起的。
图10为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物单根纤维的Mapping图。C、Si、O元素均匀地分布在单根棉纤维的横截面上，从而进一步证实PDMS均匀分散在棉纤维的内部。
图11为本发明实施例1、2、3、4制备得到的PDMS@棉织物的接触角变化图谱。当PDMS浓度从0.3wt％增加到0.9wt％时，接触角逐渐从148.6±2.4°增加到158.7±2.2°。这是因为当PDMS含量低，不能完全覆盖棉织物表面，疏水性较差。而继续增加PDMS浓度时，完全均匀地分布在棉织物表面和内部，降低了表面能，从而获得较高的疏水性。然而，当 PDMS浓度进一步增加到1.1wt％时，接触角保持不变。但当PDMS浓度大于0.9wt％时，疏水性能不再提高，这是由于过量的PDMS不能均匀分散在水中。
图12为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物水洗25次的接触角变化图和水洗后的 SEM图。对得到的超疏水棉织物的按照国标AATCC 2A标准进行25次水洗，PDMS@棉织物的疏水性没有明显下降，接触角仍保持150°以上，水滴仍然可以保持球形形态(图12a)。长循环洗涤时间只对沟槽结构产生微小变化(图12b)，说明超疏水PDMS涂层具有较高的机械稳定性和机械耐久性。
图13为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物摩擦-自修复100次的接触角变化图和摩擦后的SEM图。将得到的超疏水织物在摩擦色牢度仪上进行摩擦实验，经过10次摩擦后， PDMS@棉织物失去了超疏水性，接触角降低到132.2°。然而，当受损棉织物在80℃下加热30min后，其超疏水性恢复，接触角变为157.2°。随着摩擦-加热循环次数的增加，接触角仅略有降低，但仍保持较高的水准。经过100次的磨擦后棉织物已经被破坏，几乎变成亲水状态。但是，加热30min后，超疏水性恢复，水可以在织物上保持球形并且不润湿织物。此外，即使经过100次摩擦-自修复循环后，PDMS@棉织物仍然保持着较好的表面微观结构(图13b)。超疏水PDMS涂层的自修复过程也可以在室温下进行，但需要接近1天的时间。这可能是由于棉纤维内部存在的PDMS分子经过热处理或长期放置后会释放到织物表面，降低表面能。
图14为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物自修复过程示意图，磨损前、磨损后和自修复后的EDS和XPS图。在浸渍过程中，大量的PDMS分子随着水分子渗透到纤维素大分子的非晶区，水分蒸发后，PDMS就留在了在棉纤维内部。PDMS@棉织物表面受到机械破坏后，织物表面的PDMS层被破坏，通常会引入一些极性基团(-OH基团)，导致表面自由能增加，表面超疏水性能降低。然而，加热促进了PDMS分子的迁移，使得棉纤维内部的PDMS 中超疏水-CH3基团向表面移动，重新降低了表面自由能。由于PDMS的玻璃化转变温度较低， PDMS在室温下也会发生分子的运动迁移到织物表面，使棉织物重新具有超疏水性(图14a)。如图14b和图14e所示，在原始状态时，PDMS@棉织物中含有的C、O和Si元素，含量分别为78.1、14.8和7.1wt％。在受到摩擦后，Si元素含量下降到3.6wt％，O元素含量增加到16.4wt％，说明PDMS涂层被磨损破坏(图14c,e)。加热后，Si元素的比例增加到6.7 wt％，接近原始状态，证明棉纤维内部的PDMS分子成功迁移到棉织物的表面。为了进一步验证这一现象，对PDMS@棉织物在磨损前、磨损后和热处理后的表面化学成分进行了XPS测试。如图14f和g所示，在101.0eV处Si 2p的特征峰在磨损后强度减弱，但热处理自修复后强度增强，与EDS结果相一致。
图15为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物在强酸强碱溶液中浸泡后的接触角变化图和SEM图。在强酸(pH＝1,2)和强碱(pH＝12,14)溶液中浸泡24小时后，PDMS@棉织物接触角无明显变化(图15a)。此外，从SEM图中也可看出，经过酸处理后，织物表面结构没有发生形态变化(图15b)。虽然Si-O键容易被碱性破坏，但PDMS@棉织物表面仍然保持了棉纤维良好的多级结构。这些结果均表明，PDMS@棉织物在苛刻环境中具有优异的化学稳定性。
图16为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物的油水分离过程图。将PDMS@棉织物固定在油水分离器上，将50ml被亚甲基蓝染成蓝色的去离子水和50ml三氯甲烷(油) 混合在一起，将油水混合液倒入油水分离器中进行分离。油渗过PDMS@棉织物，水被挡在PDMS@棉织物之上，油水被成功分离。
图17为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物油水分离效率变化图。PDMS@棉织物展现出优异的油分分离效率，即使油水分离10次以后，分离效率仍能保持在95％以上。
图18为本发明实施例1制备得到的PDMS@棉织物油水分离后接触角变化图。油分分离次数对PDMS@棉织物的超疏水性能几乎没有影响，即使油水分离10次以后，接触角仍能保持在150°以上。
图19为本发明实施例2制备得到的PDMS@麻织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@麻织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
图20为本发明实施例4制备得到的PDMS@丝织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@丝织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
图21为本发明实施例4制备得到的PDMS@毛织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@毛织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
实施例2
先在空气中对PDMS进行等离子体处理，等离子体处理功率为800W，处理5min后将PDMS倒入去离子水中，PDMS的浓度为0.3wt％，30℃超声30min，使其在水中分散均匀。
先将麻织物裁剪成2*2cm的方块，分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗，50min 后取出，在烘箱中70℃放置8h，然后称取一定量的聚二甲基硅氧烷整理液，使聚二甲基硅氧烷整理液和麻织物的质量比为1:1，将麻织物放入制备的聚二甲基硅氧烷整理液中，浸渍2min后取出，在烘箱中90℃放置13h。
对实施例2制备得到的多功能耐久性和智能自修复超疏水麻织物表面进行分析，测得其接触角约为148.6°(图11)。
图19为本发明实施例2制备得到的PDMS@麻织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@麻织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
实施例3
先在空气中对PDMS进行等离子体处理，等离子体处理功率为300W，处理6min后将PDMS倒入去离子水中，PDMS的浓度为1.1wt％，35℃超声40min，使其在水中分散均匀。
先将丝织物裁剪成2.5*2.5cm的方块，分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗， 30min后取出，在烘箱中90℃放置19h，然后称取一定量的聚二甲基硅氧烷整理液，使聚二甲基硅氧烷整理液和丝织物的质量比为2.5:1，将丝织物放入制备的聚二甲基硅氧烷整理液中，浸渍8min后取出，在烘箱中100℃放置15h。
对实施例3制备得到的多功能耐久性和智能自修复超疏水丝织物表面进行分析，测得其接触角约为158.3°(图11)。
图20为本发明实施例3制备得到的PDMS@丝织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@丝织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
实施例4
先在空气中对PDMS进行等离子体处理，等离子体处理功率为400W，处理7min后将PDMS倒入去离子水中，PDMS的浓度为0.7wt％，32℃超声40min，使其在水中分散均匀。
先将毛织物裁剪成4*4cm的方块，分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗，40min 后取出，在烘箱中80℃放置8h，然后称取一定量的聚二甲基硅氧烷整理液，使聚二甲基硅氧烷整理液和毛织物的质量比为4:1，将毛织物放入制备的聚二甲基硅氧烷整理液中，浸渍3min后取出，在烘箱中90℃放置11h。
对实施例4制备得到多功能耐久性和智能自修复超疏水毛织物表面进行分析，测得其接触角约为153.2°(图11)。
图21为本发明实施例4制备得到的PDMS@毛织物光学照片图。被染色的水珠能够在PDMS@毛织物上呈现球形形态，不铺展，不润湿织物，接触角较大。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多功能耐久性和自修复超疏水织物表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)聚二甲基硅氧烷水溶液的制备：先在空气中对聚二甲基硅氧烷进行等离子体处理，然后将聚二甲基硅氧烷倒入去离子水中，并超声使其分散均匀；
(2)多功能耐久性和自修复超疏水织物的制备：先将织物分别放置在丙酮和无水乙醇溶液中，超声去除表面的蜡质和杂质，一段时间后取出烘干；然后将织物放入聚二甲基硅氧烷水溶液中，一段时间后取出烘干；
(3)将多功能耐久性和自修复超疏水织物进行耐磨、水洗以及在苛刻环境下的化学稳定性测试：聚二甲基硅氧烷@织物被机械力破坏后，变成疏水状态，将其在烘箱内干燥一段时间，或者在室内静置一段时间，即可恢复超疏水性能；
(4)将超疏水聚二甲基硅氧烷@织物用于油水分离测试：将聚二甲基硅氧烷@织物固定在油水分离器上，将三氯甲烷和用亚甲基蓝染成蓝色的去离子水混合，将油水混合液倒入油水分离器中进行分离。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中等离子体处理功率为100-1000W，时间为1-10min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚二甲基硅氧烷在去离子水中的浓度为0.1-2wt％，超声时间为5-60min，温度为30-40℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中织物超声清洗时间为10-60min，烘干温度为50-100℃，干燥时间为1-20h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中聚二甲基硅氧烷整理液和织物的质量比为1-5∶1；在整理液中浸渍时间为2-20min，聚二甲基硅氧烷@织物烘干温度为50-100℃，烘干时间为1-20h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中摩擦次数为10200次，水洗次数为10-50次。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中苛刻环境中强酸强碱的pH范围为1-14。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烘箱内干燥温度为50-100℃，时间为1-10h；室内搁置温度为10-35℃，时间为10-30h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中油水分离的次数为1-50次。
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