上海应物所研制成一种耐洗涤超疏水棉布

2010-11-10 15:31 来源: 中国科学院
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超疏水棉布制备示意图

  近日,著名的材料科学杂志《先进材料》(Advanced Materials)发表了中国科学院上海应用物理研究所辐射化学与辐照技术研究室李景烨课题组在制备耐洗涤超疏水纺织品方面的研究工作(Laundering Durability of Superhydrophobic Cotton Fabric)。该项研究工作发表后,英国皇家化学会的科技新闻杂志《化学世界》(Chemistry World)于10月26日在其网站率先报道了此工作,并评价此工作“克服了防水材料商业化的一个关键障碍”。此后,PhysOrg、SoftPedia、laboratoryequipment、homelandsecuritynewswire等网站也相继报道了此工作。

  超疏水是指水在材料表面的接触角超过150度,许多植物的叶子和花瓣、昆虫的翅膀、鸟类的羽毛等均为天然超疏水材料,是自然界存在的一种有趣的现象。研究表明,超疏水材料的表面不仅具有较低的表面能,并且具有微纳尺度的粗糙结构。根据这一机理,人们开始制备人造超疏水材料,特别是超疏水纺织品,它具有透气防水的特性,有望在许多领域得到应用。然而,通过常规方法制备的超疏水纺织品的稳定性,特别是耐洗涤性,距离实际使用还有一定的差距,成为超疏水材料制备的一个瓶颈问题。

  李景烨课题组利用独特的辐射接枝技术,引发全氟丁基乙基丙烯酸酯接枝聚合到普通棉布的表面,获得超疏水棉布。由于这种接枝结构使含氟基团通过共价键紧密地连接在纤维素大分子上,形成分子层面的复合材料,因此两者的结合异常牢固。在根据美国AATCC标准进行的加速洗涤测试中,在摄氏49度标准洗涤剂溶液中并用50颗钢珠模拟机械磨损作用的条件下,超疏水棉布在经过50次加速洗涤测试(相当于商用或家庭洗衣机40度下洗涤250次)后,仍能恢复其稳定的超疏水特性。

  该项研究得到了中科院百人计划、国家自然科学基金、中科院知识创新工程领域前沿项目、上海市自然科学基金、973等基金的资助。