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采用氨水作為催化劑制備二氧化硅溶膠,固定正硅酸四乙酯(TEOS)用量6ml 和乙醇用量100ml ,考察氨水用量對二氧化硅溶膠粒徑的影響,結(jié)果見表1和圖1。由表1和圖1可以看出,隨著氨水用量的增加,二氧化硅溶膠的平均粒徑逐漸增大,這是因?yàn)榘彼疂舛鹊脑黾訒铀僬杷崴囊阴ニ饧翱s合。因而,通過改變氨水的用量可以方便快捷地控制二氧化硅溶膠的粒徑。

2．2　二氧化硅溶膠粒徑對接觸角的影響

分別將經(jīng)二氧化硅溶膠Sol 1～Sol 5整理的織物(試樣1～試樣5)和空白滌綸織物(試樣6)浸漬在2%的辛基三甲氧基硅烷的水解液中,通過自組裝方式[7～9]賦予織物拒水效果,其接觸角變化見表2。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),未經(jīng)任何整理的空白滌綸試樣不具有拒水性能,測試條件下接觸角為0°;僅經(jīng)二氧化硅溶膠整理后的布樣,由于二氧化硅粒子表面存在孤立、連生和雙生等不同狀態(tài)的親水性羥基,接觸角也為0°;僅浸漬水解液的滌綸織物(試樣6)與水的接觸角可達(dá)到12710°;而先經(jīng)二氧化硅溶膠整理然后再浸漬水解液的滌綸布樣(試樣1～試樣5) ,接觸角均有提高,可達(dá)133°以上。這是因?yàn)榻?jīng)過二氧化硅溶膠整理后,滌綸織物表面的粗糙度得到了提高,再經(jīng)自組裝后使拒水效果提升。該結(jié)論同Wenzel[10],Cassie和Baxter[11]等人建立的疏水表面粗糙度和接觸角之間的關(guān)系相一致。從表2中還可以看出,試樣1～試樣5與水的接觸角在13314°至13716°之間,可見粒徑分布在30～70nm的二氧化硅溶膠對整理后織物的接觸角影響不大。由于Sol4的多分散系數(shù)較小,且經(jīng)其整理的織物接觸角相對大些,故后續(xù)滌綸織物拒水整理研究選用Sol 4。

2．3　烷烴硅氧烷結(jié)構(gòu)對接觸角的影響

分別采用辛基三甲氧基硅烷(C8) 、十二烷基三甲氧基硅烷(C12)以及十六烷基三甲氧基硅烷(C16)等不同碳鏈長度的硅氧烷,作為低表面張力物質(zhì)來賦予滌綸織物拒水性能。分別將未經(jīng)整理和經(jīng)Sol 4整理的滌綸織物浸漬在2%的不同結(jié)構(gòu)硅氧烷水解液中,其接觸角變化見圖2。從圖2可以看出,在浸漬不同碳鏈長度硅氧烷后,經(jīng)過Sol4整理的滌綸織物的接觸角均比未經(jīng)Sol 4整理的滌綸織物大;且隨著烷烴硅氧烷碳鏈長度的增加,滌綸織物與水的接觸角增大,拒水效果增加。這是因?yàn)橥闊N碳鏈長度越長越容易屏蔽親水性基團(tuán),表現(xiàn)出較好的疏水性能[12]。

2．4　烷烴硅氧烷濃度對接觸角的影響

長鏈烷烴硅氧烷水解液的濃度會直接影響滌綸織物的拒水效果,將經(jīng)Sol 4整理后的滌綸織物浸漬在不同濃度的硅氧烷水解液中,測試其對接觸角的影響,結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3表明,盡管使用的硅氧烷碳鏈長度不一樣,但織物的接觸角變化趨勢相似。當(dāng)硅氧烷濃度為015%時(shí),滌綸織物即具有一定的拒水效果。之后隨著濃度的增加,接觸角變化較為緩和。當(dāng)濃度達(dá)到3%～4%時(shí),接觸角變化不明顯,拒水效果趨于穩(wěn)定。此外,由圖4可見,當(dāng)C16水解液的濃度為3%時(shí),滌綸織物與水的接觸角為143°,達(dá)到較好的拒水效果。