桂琦 2025年 指导教师：侯成敏

超疏水涂层的特征为水接触角大于150°，且水滚动角小于10°。得益于超疏水涂层特殊的表面润湿性，超疏水涂层在自清洁、油水分离、抗结冰等领域具有巨大的应用潜力。然而，超疏水涂层的制备成本、耐久性、稳定性和环境友好性等问题仍制约其在各领域的广泛应用。针对上述问题，本研究采用简单、低成本的浸涂工艺，在棉织物表面制备兼具高油水分离效率、优异耐久性和稳定性及环境相容性的超疏水涂层。具体研究内容如下：

(1) 基于浸涂工艺制备超疏水棉织物。本课题采用浸涂工艺在棉织物表面制备稳定耐久、环保的超疏水涂层。首先，分别使用无水乙醇、去离子水清洗棉织物，除去其表面油脂等杂质。预处理完后，通过浸涂工艺，使用乙二醇二缩水甘油醚改性棉纤维。其次，通过浸涂工艺将低氟化物甲基丙烯酸三氟乙酯以及长碳链化合物正十二硫醇组装到棉纤维表面。最后，经120℃恒温烘干去除残余溶剂后得到超疏水棉织物。

(2) 基于浸涂工艺制备的超疏水棉织物性能表征。超疏水棉织物的微观形貌、组成成分、热稳定性、晶体结构分别采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X 射线衍射（XRD）、热重分析（TG）手段进行表征分析。对超疏水棉织物的油水分离性能、自清洁性、机械稳定性、化学耐久性和基材附着力等性能进行测试。用ZB-B白度仪、YT-GM 光泽度测定仪、X-Rite exact 分光光度计测量超疏水改性前后棉织物的固有性能变化。实验结果表明，基于浸涂工艺制备的超疏水棉织物具有优异的自清洁性、机械稳定性、耐久性和基材附着力等性能。在分别经过10 次砂纸磨损、10 次胶带粘贴剥离、pH=1和pH=14 的强酸强碱溶液浸泡后，超疏水棉织物的水接触角稳定在158°左右。并且超疏水棉织物的油水分离效率高达98%，可重复稳定运行10 次以上，展现出优异的工业应用潜力。此外，白度仪、光泽度仪及分光光度计测试显示，改性后棉织物的白度、光泽度和色彩基本不变，说明超疏水改性过程不影响棉织物的固有性能。

图1 改性前后棉布的疏水性测试

图2 超疏水改性前后棉布的自洁效果（污染物为硝酸铜的小固体颗粒）