2.2 溶劑-非溶劑法
溶劑-非溶劑法是一種簡(jiǎn)單的構(gòu)筑具有粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水表面的方法，它是根據(jù)溶解度原理，將液相沉積技術(shù)與表面包覆技術(shù)結(jié)合的一種方法[8]。在聚合物溶液中加入一種對(duì)該聚合物不溶的液體(稱非溶劑)，因引起相分離而將聚合物包成微囊或形成微球。若把聚合物溶解在按一定比例混合的溶劑與非溶劑的混合溶液中，在一種基體上滴加“非溶劑”，然后在一定溫度下使溶劑蒸發(fā)，即可形成類凝膠狀的具有多孔結(jié)構(gòu)的超疏水性表面。
Erbil等[9]以聚丙烯為原料，以對(duì)二甲苯為溶劑，并分別以甲乙酮、環(huán)己酮、異丙醇為非溶劑，通過真空加熱，在聚四氟乙烯、高密度聚乙烯等不同基底上得到了具有類凝膠狀的多孔結(jié)構(gòu)薄膜。其研究結(jié)果表明，使用的非溶劑對(duì)形成的超疏水性表面的影響是：非溶劑在聚合物相分離過程中發(fā)揮了聚合物沉淀劑作用，減少了結(jié)晶時(shí)間，產(chǎn)生了較小的聚集，在這一過程完成時(shí)，形成了大量的晶核，晶核進(jìn)一步發(fā)展成了球粒、原纖維及其他晶形;非溶劑的存在提高了成核速度，產(chǎn)生了較小的球粒;由于非溶劑較溶劑更易揮發(fā)，因此蒸發(fā)速度增大，結(jié)晶時(shí)間減少;通過添加非溶劑，增強(qiáng)了聚合物在基體上的浸潤(rùn)性，能夠形成均勻的網(wǎng)狀涂層。
2.3 等離子體表面處理技術(shù)
等離子體是一種處于高度激發(fā)狀態(tài)的不穩(wěn)定氣體，這種氣體由離子、電子、自由基、激發(fā)分子組成電中性狀態(tài)，被稱為與固體、液體、氣體并列的“第四狀態(tài)”。等離子體分高溫等離子體和低溫等離子體，低溫等離子體是依靠電能激發(fā)氣體直接與纖維材料作用，僅在纖維材料的極表面層進(jìn)行，其作用方式主要有等離子體表面處理改性法、等離子體接枝聚合法和等離子體沉積聚合法。
超疏水表面的制備主要是利用等離子體對(duì)材料表面進(jìn)行處理以獲得粗糙結(jié)構(gòu)表面。Mc carthy等[10]利用等離子體聚合方法，在光滑的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面上，制備出了與水的接觸角(前進(jìn)角／后退角)為174°／173°的七氟丙烯酸酯(HFBA)超疏水薄膜，此外，還采用射頻等離子體刻蝕技術(shù)，在聚四氟乙烯(PTFE)存在下制備出了聚丙烯(PP)粗糙表面。Kang等[11]利用等離子體聚合烯丙基五氟化苯(APFB)，并沉積在氬等離子體預(yù)處理的聚酰亞胺(PI)表面上，形成了接觸角為(前進(jìn)角／后退角)174°／135°的超疏水薄膜。
等離子體表面處理技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：等離子體處理只改變織物的表面性能，而不會(huì)改變其固有的特性：等離子體處理屬于物理處理，化學(xué)試劑消耗很低：等離子體處理材料(織物)的范圍廣：等離子處理有利于環(huán)境保護(hù)。但是，等離子體技術(shù)在應(yīng)用中也面臨許多困難，如等離子的產(chǎn)生通常采用電暈放電和輝光放電兩種方式，輝光放電等離子體具有處理穩(wěn)定、分布均勻、直接耗電低、無腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。然而，放電只能在低壓環(huán)境中產(chǎn)生，封閉的等離子體處理腔不能滿足連續(xù)化生產(chǎn)，工作效率低，操作不便。電暈放電處理不夠穩(wěn)定，特殊形狀無法處理。再者，等離子體改性處理結(jié)果是多功能的，處理過程中實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制不當(dāng)，很可能會(huì)產(chǎn)生許多負(fù)面效應(yīng)。
2.4 氣相沉積法
化學(xué)氣相沉積法(Chemical‘vapor deposition，CVD)是將含有構(gòu)成薄膜成分的一種或幾種化合物和單質(zhì)氣體供給基片，在基片表面形成不揮發(fā)的固態(tài)膜層和材料的方法[12]。Y．Wang等[13]采用化學(xué)氣相沉積法，在硅表面上沉積氨丙基三甲氧基硅烷，得到了接觸角為153°的超疏水表面。此外，用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法可以制備碳納米管森林，并利用熱絲化學(xué)氣相沉積過程在表面修飾聚四氟乙烯，可以得到穩(wěn)定的超疏水性表面[14]。在用化學(xué)氣相沉積法制備超疏水表面過程中，可以通過控制催化劑的成分及顆粒大小來控制所得材料表面的性質(zhì)及形貌。氣相沉積法具有成本低、產(chǎn)量大、實(shí)驗(yàn)條件易于控制等優(yōu)點(diǎn)。
2.5 其他技術(shù)
Chen等[15]利用納米球刻蝕方法，首先得到了排列整齊的單層聚苯乙烯納米球陣列，然后用氧離子體處理，以進(jìn)一步減少納米珠的尺寸，從而得到粗糙表面，最終形成超疏水性表面。清華大學(xué)張希教授研究小組[16]用交替沉積方法在ITO電極上形成聚電解質(zhì)多層膜，然后利用電化學(xué)沉積制得超疏水性薄膜。Miller等[17]利用離子電鍍的方法，通過改變電壓來控制基底表面的粗糙度，從而得到與水的接觸角為153°～160°的超疏水表面。他們還利用真空沉積的方法制備了具有納米級(jí)粗糙度的與水接觸角為150°的超疏水PTFE薄膜[18]。
3 總結(jié)
本文從固體表面潤(rùn)濕性基本原理出發(fā)，介紹了近幾年來制備超疏水織物的新技術(shù)。表明織物表面幾何結(jié)構(gòu)對(duì)制備具有高接觸角的超疏水表面起著重要作用，制備具有超疏水、自清潔功能的織物具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，如何利用各種技術(shù)制備仿荷葉效應(yīng)的超疏水表面在基礎(chǔ)研究及工業(yè)生產(chǎn)都有極其重要的意義。
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