等离子体预处理制备抗菌-特殊润湿性除油型棉织物
发布时间：2021-12-23 15:48
为实现特殊润湿性材料的规模化生产,构筑长效、耐久、稳定的特殊浸润性油水分离产品,以棉织物网膜为基材,对其进行了等离子体预处理与超疏水性界面构建的研究。即将聚氨酯胶黏剂（PU）与合成的Ag@SiO2球形颗粒分别配制成涂剂A与涂剂B,采用简单的交替高压喷涂技术与疏水改性处理,在棉织物表面构建了强健的微纳二级粗糙结构,继而获得超疏水性生物质网膜材料。系统地研究了等离子体预处理基材距离、电压、喷涂次数等对基材表面粗糙度的作用规律,并对合成产品在抗菌防护与油水分离领域进行了应用探索。结果,该产品是一种优异的特殊润湿性除油型生物质基网膜材料,能够有效地实现油水分离应用,并防止病菌附着。
【文章来源】：功能材料. 2020,51(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图
图2 原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图对于大规模油污泄露,样品S1须转为吸附材料,即样品通过剪裁、填充、缝制工艺作成吸油布袋。样品S1制得的布袋浸入水后,样品S1与内部的棉花始终保持干燥,而浸入甲苯与水的混合液后,样品S1与内部的棉花均吸附了甲苯;将原始棉织物制得的布袋浸入水或甲苯与水的混合液后,棉织物与其内部的棉花均被润湿(图3(e))。显然,样品S1可以赋予很多吸附材料吸油挡水功能,填充材料的选择类型亦不应局限于棉花,还可选择海绵、吸附树脂等专业吸附材料。而且根据油水分离任务的不同,可以灵活地控制这些特殊布袋的大小、内部填充的材料种类、含量等。
图3为油水分离实验过程图。其中,图3(a)为油水混合液过滤过程;图3(b)为乳化液的光学显微镜照片;图3(c)为乳化液分离前后实物图;图3(d)为乳化液分离后的光学显微镜照片;图3(e)为特质布袋的吸附过程图以及袋中棉花吸附前后的状态。对于小规模油污处理,将上述样品S1置于漏斗中作为过滤网膜材料,以甲苯与水(亚甲基蓝染色)混合液为例,将其倾倒于材料表面,则甲苯瞬间润湿并透过样品,而水则完全被截留于样品表面,从而实现油与水的彻底分离(图3(a))。此时,96.7% 甲苯被回收,其少量损失由样品自身的吸附性所致。由于过滤网膜材料对于乳化液的分离结果是评价油水分离精细程度的重要指标之一,因此,本文对样品S1进行了油包水乳液分离实验,乳液由Span80、氯仿、水按照一定比例组成。过滤前后实物对比如图3(c)所示,初始的雾状乳液经过滤后变得澄清透明。将过滤前后的乳化液放在光学显微镜下观察,发现过滤前的水液滴(粒径为0～5 μm)在氯仿中分布均匀,而过滤后液滴消失不见,即过滤效果优异(图3(b)与图3(d)),经过反复数十次的过滤结果证明,Ag@SiO2/PU复合棉织物除了突出的分离效果,其稳定性与耐久性亦十分可观。图2 原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗菌材料及其抗菌机理[J]. 莫尊理,胡惹惹,王雅雯,何静娴. 材料导报. 2014(01)
[2]化学气相沉积制备自清洁涤纶织物[J]. 符开伟,郑振荣,李岳,王少楠,闫欢,吴涛林. 产业用纺织品. 2012(06)
博士论文
[1]超疏水纺织品的辐射方法制备及其服用性能研究[D]. 吴景霞.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]静电纺丝法制备功能性超疏水材料[D]. 王帅.吉林大学 2013
硕士论文
[1]基于相分离法的棉织物超疏水整理研究[D]. 杨艳丽.江南大学 2014
[2]超疏水性棉织物的合成与应用研究[D]. 张明.东北林业大学 2014
[3]基于纤维表面化学刻蚀及疏水化改性制备超疏水纺织品的研究[D]. 张平.陕西科技大学 2014
本文编号：3548755
【文章来源】：功能材料. 2020,51(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图
图2 原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图对于大规模油污泄露,样品S1须转为吸附材料,即样品通过剪裁、填充、缝制工艺作成吸油布袋。样品S1制得的布袋浸入水后,样品S1与内部的棉花始终保持干燥,而浸入甲苯与水的混合液后,样品S1与内部的棉花均吸附了甲苯;将原始棉织物制得的布袋浸入水或甲苯与水的混合液后,棉织物与其内部的棉花均被润湿(图3(e))。显然,样品S1可以赋予很多吸附材料吸油挡水功能,填充材料的选择类型亦不应局限于棉花,还可选择海绵、吸附树脂等专业吸附材料。而且根据油水分离任务的不同,可以灵活地控制这些特殊布袋的大小、内部填充的材料种类、含量等。
图3为油水分离实验过程图。其中,图3(a)为油水混合液过滤过程;图3(b)为乳化液的光学显微镜照片;图3(c)为乳化液分离前后实物图;图3(d)为乳化液分离后的光学显微镜照片;图3(e)为特质布袋的吸附过程图以及袋中棉花吸附前后的状态。对于小规模油污处理,将上述样品S1置于漏斗中作为过滤网膜材料,以甲苯与水(亚甲基蓝染色)混合液为例,将其倾倒于材料表面,则甲苯瞬间润湿并透过样品,而水则完全被截留于样品表面,从而实现油与水的彻底分离(图3(a))。此时,96.7% 甲苯被回收,其少量损失由样品自身的吸附性所致。由于过滤网膜材料对于乳化液的分离结果是评价油水分离精细程度的重要指标之一,因此,本文对样品S1进行了油包水乳液分离实验,乳液由Span80、氯仿、水按照一定比例组成。过滤前后实物对比如图3(c)所示,初始的雾状乳液经过滤后变得澄清透明。将过滤前后的乳化液放在光学显微镜下观察,发现过滤前的水液滴(粒径为0～5 μm)在氯仿中分布均匀,而过滤后液滴消失不见,即过滤效果优异(图3(b)与图3(d)),经过反复数十次的过滤结果证明,Ag@SiO2/PU复合棉织物除了突出的分离效果,其稳定性与耐久性亦十分可观。图2 原始棉织物、等离子体处理的棉织物、喷涂的棉织物的SEM图和局部位置的元素分布图
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗菌材料及其抗菌机理[J]. 莫尊理,胡惹惹,王雅雯,何静娴. 材料导报. 2014(01)
[2]化学气相沉积制备自清洁涤纶织物[J]. 符开伟,郑振荣,李岳,王少楠,闫欢,吴涛林. 产业用纺织品. 2012(06)
博士论文
[1]超疏水纺织品的辐射方法制备及其服用性能研究[D]. 吴景霞.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]静电纺丝法制备功能性超疏水材料[D]. 王帅.吉林大学 2013
硕士论文
[1]基于相分离法的棉织物超疏水整理研究[D]. 杨艳丽.江南大学 2014
[2]超疏水性棉织物的合成与应用研究[D]. 张明.东北林业大学 2014
[3]基于纤维表面化学刻蚀及疏水化改性制备超疏水纺织品的研究[D]. 张平.陕西科技大学 2014
本文编号：3548755
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