一种全天候自修复超疏水棉织物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种全天候自修复超疏水棉织物的制备方法，首先利用成本低廉

【技术实现步骤摘要】
一种全天候自修复超疏水棉织物的制备方法


[0001]本专利技术属于自修复超疏水纺织材料领域，涉及到热响应修复，特别涉及到能够全天候进行超疏水自修复的方法
。

技术介绍

[0002]目前，超疏水材料由于其优异的拒水性被广泛应用于自清洁
、
除冰
、
防腐
、
减阻和油水分离等领域
。
通常认为，超疏水性是一种特殊的表面特性，其静态水接触角超过
150
°
，动态滚动角低于
10
°
。
超疏水性原理是基于低表面能表面上构造微纳米粗糙结构，故一般通过在材料表面构建微纳米粗糙结构，或通过在具有粗糙表面结构的材料上沉积低表面能层两种方法制备
。
然而，超疏水表面容易受到破坏，导致目前的超疏水性材料不能达到预期的使用寿命
。
因此，研发耐用超疏水织物的需求正在迅速增长
。
[0003]借鉴自然界的“自愈”策略，将自修复性能引入到超疏水材料，可实现增加其使用寿命的目的
。
从超疏水性丧失的原因上考虑，自修复方式分为两种：对微纳米粗糙结构和低表面能层进行修复
。
低表面能修复原理通常为材料内部的低表面能物质自发向表面进行迁移，但迁移速度及其缓慢，通常几小时到几天不等
。
对材料进行加热可以提高低表面能物质向表面迁移的速率，缩短修复时间
。
然而，该过程对设备要求高且消耗能源过多
。/>太阳能作为可再生的绿色能源被众多科学家所关注，而光热转换则是最直接应用太阳能的方式
。
因此，可将光热转换引入到自修复中，以便更加快速便捷地对丧失超疏水性的材料进行修复
。
然而，当环境光线不充足
(
雨天或夜晚
)
时，光照强度发生变化，不可避免地影响光热转换效率和自修复效果
。
此时，则可通过便捷的焦耳加热来弥补上述缺点
。
[0004]与传统光热转换材料相比，新型光活性材料氮化钛
(TiN)
具有化学稳定性好和价格经济等显著优点
。
有机聚合物材料聚吡咯
(PPy)
因其卓越的稳定性和电热效应也备受关注
。TiN
和
PPy
协同可提升光热效果，且
PPy
的存在可使材料便捷地进行焦耳加热
。
藏红
T
由于自身的
π
‑
π
相互作用，可形成微溶解态低聚物，进而充当模板合成出特殊形貌的聚吡咯
。
然而，目前尚未查到
PPy
和
TiN
复合涂层的制备方法及全天候进行超疏水自修复的技术和专利
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种可全天候对超疏水进行自修复棉织物的制备方法和自修复方法，更具体的是涉及一种具有光热转换和焦耳加热性能的超疏水织物，可在光照和低压条件下修复超疏水层的方法
。
[0006]为实现本专利技术目的，采用
FeCl3引发吡咯聚合，利用藏红
T
为模板制备菜花状聚吡咯，且浸渍
TiN
和接枝聚二甲基硅氧烷
(PDMS)
，系统地研究了全天候自修复超疏水棉织物的光热
、
焦耳热及全天候修复性能
。
[0007]该专利技术所采用的技术方案按照以下步骤进行：
[0008](a)
配置
2g/L NaOH
溶液，将棉织物放入
NaOH
溶液中并煮沸处理1‑
4h
，随后烘干织
物
。
[0009](b)
配制一定浓度的藏红
T
溶液，将步骤
(a)
得到的棉织物放入藏红
T
溶液，静置
0.5
‑
2h
；
[0010](c)
向步骤
(b)
所得溶液中加入
FeCl3，使浓度达到
0.10
‑
0.30M
，搅拌均匀；
[0011](d)
向步骤
(c)
所得溶液中加入一定量的吡咯并在室温下搅拌反应
25
‑
30h。
反应结束后取出织物，分别用乙醇和去离子水清洗3次；
[0012](e)
称取一定量的
TiN
，加入到无水乙醇中，超声处理
20
‑
60min
，得到
TiN
乙醇分散液；
[0013](f)
将步骤
(d)
的得到的织物放入
TiN
乙醇分散液中，搅拌浸渍
20
‑
40min
，取出烘干；
[0014](g)
按照
10
：1的比例称取
PDMS
预聚体和固化剂并加入到正己烷溶液中，制备出1％的
PDMS
溶液；
[0015](h)
将步骤
(f)
得到的织物放入1％的
PDMS
溶液中，静置
30
‑
60min。
然后在
80℃
的烘箱中固化
0.5
‑
1.5h
；
[0016](i)
将步骤
(h)
得到的织物进行等离子体清洗
5min
，织物丧失超疏水性
。
在光照或者低压条件下处理一段时间，织物即可恢复超疏水性
。
因此，可制备出全天候自修复超疏水棉织物
。
[0017]该全天候自修复超疏水织物的特征在于：
[0018](1)
该全天候自修复超疏水棉织物制备的最佳条件为：
NaOH
溶液煮沸处理
2h
，在
4mM
藏红
T
溶液中静置
1h
，所选
FeCl3浓度为
0.15M
，在吡咯浓度为
0.075M
条件下反应
25h。TiN
乙醇分散液浓度为
2g/L
，浸渍
30min。PDMS
接枝时间
30min
，固化时间为
1h。
[0019](2)
光热，焦耳热以及自修复的最佳条件为：光强为5个太阳时，温度可达到
116.3℃
；电压达到
8V
时，温度高达
128.5℃
；当光强为5个太阳时，织物照射
15min<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全天候自修复超疏水棉织物的制备方法，它包括下列步骤：
(a)
配置
2g/L NaOH
溶液，将棉织物放入
NaOH
溶液中并煮沸处理1‑
4h
，随后烘干织物；
(b)
配制一定浓度的藏红
T
溶液，将步骤
(a)
得到的棉织物放入藏红
T
溶液，静置
0.5
‑
2h
；
(c)
向步骤
(b)
所得溶液中加入
FeCl3，使浓度达到
0.10
‑
0.30M
，搅拌均匀；
(d)
向步骤
(c)
所得溶液中加入一定量的吡咯并在室温下搅拌反应
25
‑
30h。
反应结束后取出织物，分别用乙醇和去离子水清洗3次；
(e)
称取一定量的
TiN
，加入到无水乙醇中，超声处理
20
‑
60min
，得到
TiN
乙醇分散液；
(f)
将步骤
(d)
的得到的织物放入
TiN
乙醇分散液中，搅拌浸渍
20
‑
40min
，取出烘干；
(g)
按照
10∶1
的比例称取
PDMS
预聚体和固化剂并加入到正己烷溶液中，制备出1％的
PDMS
溶液；
(h)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任海涛，蔡超臣，李婷婷，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：