本发明专利技术提供了一种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜及其制备方法，利用氟烷基氨烃基改性聚硅氧烷在溶液中-COO-与纳米粒子表面的质子化的氨基之间强的静电作用力，形成自组装聚集体并调节聚集体表面含一定正电荷，然后采用溶液浸渍法有效地将聚集体负载在天然棉纤维织物表面，再经焙烘固化工艺，制得氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷/纳米二氧化硅超疏水性复合膜，本发明专利技术所述的棉织物表面的超疏水性复合膜的制备方法具有强的实际应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
仿生超疏水性的天然棉纤维由于其优异的抗粘着、防污、自清洁等性能而备受人们的欢迎，仿生超疏水织物的制备和性能研究也是近年来化学模拟生物系统中的一个新领域。目前，仿生超疏水性织物的制备方法大量涌现，主要有溶胶-凝胶法、模板法、粒子填充法、碳纳米管法、激光/等离子体刻蚀、电纺、溶液浸湿法和自组装等。其中大分子自组装技术由于制备工艺简单快捷，不需要特殊制膜设备，克服了普通合成方法的制备工艺复杂、条件苛刻等缺陷，纳米粒子分布可控，易于大面积制膜，特别是该方法不依赖于载膜基质的种类、尺寸大小和表面形状，可以在复杂基质上成膜(如非平面基质、易弯曲纤维基质)，成为近年来一类有效制备高分子和纳米粒子复合体系的重要途径。目前大分子自组装中采用高分子与纳米粒子在一定条件下通过非共价键合形成微纳米尺度空间结构高度有序的聚集体的研究报道较多，主要因为通过静电结合的方法能够将通常普通合成方法难以制备的特种结构的共聚物或高分子-纳米粒子复合体系变为现实；更为重要的是这种制备方法能够有效的调控纳米粒子分布于组装体的特定区域，这对复合物最终的性能是至关重要的。目前，基于静电作用力构筑功能性大分子组装体的研究已有一定报道。CN1610013A将含金纳米粒子和八丙铵基八硅氧烷进行层状组装制得了一种具有光学和导电性能的超薄导电膜。CN101747512A报道了一种静电驱动的仿生超分子组装体及其制备方法，该仿生超分子组装体由末端含羧基的疏水聚合物如端羧基聚苯乙烯或端羧基聚甲基丙烯酸甲酯、末端含氨基的亲水聚合物及表面含正电荷的纳米粒子组成。Vincent M. Rotello的研究小组对表面功能化的Au纳米粒子或表面功能化的SiO2纳米粒子与高分子的静电自组装方法开展了非常有特色的工作，这些高分子主要有带正电的聚酰胺-胺树枝状高分子、共聚物，并且这些组装体主要用作新型高效催化剂，参见 Acc. Chem. Res. (2003，36，549)。J. Am. Chem. Soc. (2004，126 15938)也报道了基于静电作用的聚(N-异丙基丙烯酰胺)和聚丙烯酸的共聚物水凝胶微球和Au纳米棒的复合体系，该复合微球具有能通过加载激光照射控制“开关”的收缩-溶胀转变，对于实现触发性药物释放有重要意义。AATCC Review (2010，2 :45)报道了氨基聚硅氧烷和羧基聚硅氧烷通过超分子组装在棉纤维织物表面，获得了独特手感和表面性能的织物，并从微观上对超分子膜的形貌进行了研究
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该超疏水性复合膜可赋予棉纤维基质良好的超疏水性能。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案。一种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，该超疏水性复合膜由氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷与氨 烃基改性纳米粒子组成。所述超疏水性复合膜由氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷与氨烃基改性纳米粒子在溶液中通过氨基与羧基之间的静电作用形成聚集体，然后采用浸溃法使聚集体负载在棉纤维织物表面。所述氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷为梳状结构，分子结构如式(I)权利要求1.ー种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，其特征在于该超疏水性复合膜由氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷与氨烃基改性纳米粒子组成。2.根据权利要求I所述ー种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，其特征在于所述超疏水性复合膜由氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷与氨烃基改性纳米粒子在溶液中通过氨基与羧基之间的静电作用形成聚集体，然后采用浸溃法使聚集体负载在棉纤维织物表面。3.根据权利要求I所述ー种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，其特征在于所述氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷为梳状结构，分子结构如式(I)4.根据权利要求3所述ー种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，其特征在于所述氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷在室温下黏度范围为500 IOOOOmPa · S，羧值范围为 O. 2 O. 8mmol/g05.根据权利要求I所述ー种氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜，其特征在于所述氨烃基改性纳米粒子为氨烃基改性纳米ニ氧化硅、氨烃基改性纳米ニ氧化钛或具有I 8官能团的氨丙基改性多面体低聚倍半硅氧烷，氨烃基改性纳米粒子的平均粒径为20 200nm,氛经基为氛丙基、N- β -氛こ基-Y -氛丙基或N, N- ニ甲基氛こ基，氛丙基改性多面体低聚倍半硅氧烷为八氨丙基八硅氧烷。6.一种制备如权利要求I所述氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜的方法，其特征在于包括以下步骤 1)将氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷溶于四氢呋喃中配制成质量百分比浓度为0.01 1%的溶液A ; 2)将氨烃基改性纳米粒子溶于四氢呋喃中得质量百分比浓度为O.001 O. 3%的溶液B ； 3)将溶液A与溶液B按照I 20: I的质量比混合均匀得混合液，调节混合液pH值为6 6. 5，然后将棉纤维织物浸入混合液中浸溃I 30分钟，将浸溃后的棉纤维织物于100°C烘5min，再在160°C固化2min，即在棉纤维表面制得超疏水性复合膜。7.根据权利要求6所述ー种制备氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜的方法，其特征在于所述氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷的制备方法为 (I)氟烷基氨烃基聚硅氧烷的制备 将单体依次加入三颈烧瓶中，所述单体包括9. 8 19g Y-氨丙基甲基ニ甲氧基硅烷、25. 5 25. 6g长链全氟烷基硅烷、30 140g 1，3，5_三(甲基三氟丙基)环三硅氧烷或长链烷基硅烷和59. 2 64. 64g八甲基环四硅氧烷，加入単体后通氮气，搅拌均匀后升温，于90 100°C加入单体总质量O. 06 O. 08%的催化剂四甲基氢氧化铵，敞ロ反应O. 5 I小时后再升温至110 120°C，加入单体总质量O. 5 I %的六甲基ニ硅氧烷，保温反应6h，然后体系升温至135 140°C反应O. 5h分解催化剂，分解催化剂后体系降温至120°C，在压力为O. 075Mpa下进行减压蒸馏O. 5h以脱除低沸物，得透明状粘稠液体即为氟烷基氨烃基聚硅氧烷； (2)氟烷基氨烃基聚硅氧烷与有机酸酐的羧基化反应制备产物将氟烷基氨烃基聚硅氧烷降温至60 125°C，装上回流装置，然后分批 加入6. 2 11.4g有机酸酐，保温反应I 2h得产物氟烷基羧烃基改性聚硅氧烷。8.根据权利要求7所述一种制备氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜的方法，其特征在于所述长链全氟烷基硅烷为十三氟代辛基三甲氧基硅烷或者十三氟代辛基三乙氧基硅烷。9.根据权利要求7所述一种制备氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜的方法，其特征在于所述有机酸酐包括马来酸酐或琥珀酸酐。10.根据权利要求6所述一种制备氟烷基羧烃基聚硅氧烷/纳米粒子超疏水性复合膜的方法，其特征在于所述氨烃基改性纳米粒子的制备方法为将10 20g纳米二氧化硅或二氧化钛与5 9g氨丙基三烷氧基硅烷分散在50 IOOg纯度95%的乙醇中，分散均匀后，升温至70 80°C回流反应3 4h，然后降温至室温，再减压过滤，用丙酮洗涤，然后干燥。全文摘要本专利技术提供了，利用氟烷基氨烃基改性聚硅氧烷在溶液中-COO-与纳米粒子表面的质子化的氨基之间强的静电作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽芬，安秋凤，许伟，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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