采用环保生物蜡处理也能让衣服滴水不沾

固体表面的润湿性主要取决于其表面的化学成分和表面的微观结构。一直以来，在纤维表面实现超疏水功能化大都是将具有含氟类物质涂覆并热压在纤维材料的表面来完成的。然而，此类物质含有较高的毒性，对身体健康有害，且工艺较为复杂，使用此方法得到的产品也会大幅度损失纤维材料的透气率。

蜡是一种广泛应用于日常生活的物质，根据其来源不同，可分为天然蜡和合成蜡。天然蜡包括动物蜡、植物蜡和矿物蜡，而动、植物蜡又可统称为生物蜡，多数是生物分泌于体外的保护物质或生物体内的养分储备物。天然生物蜡具有良好的疏水特性，且来源丰富、绿色环保、对人体无毒害，已经被广泛应用到众多工业领域。

本文将制备一系列具有不同粒径的多种生物蜡（如棕榈蜡、聚乙烯蜡等）乳液微粒，并将其固定在棉织物表面构建微观结构，在基本不损失透气率、不改变材料柔软度等基本服用性能的前提下，在棉织物表面实现良好的超疏水性能。

1 实验部分

1.1   棕榈蜡乳液及聚乙烯蜡乳液的制备

通过测试不同棕榈蜡与乳化剂的质量比及乳化反应的转速，测试得到ZY乳化条件。

1.2   乳液在织物上的应用

研究表明，正硅酸四乙酯（TEOS）可以提高织物表面的粗糙度。正硅酸四乙酯在酸性条件下有利于水解而碱性条件则有利于进行缩聚，正硅酸四乙酯在碱性条件下缩聚之后会形成颗粒状物质在织物表面聚集，从而增加织物表面粗糙程度。

分别配制不同质量分数的正硅酸四乙酯溶液，经一定处理后放入棉织物（5cm × 5cm的小块），取出后在棕榈蜡乳液中浸渍处理，取出烘干，采用Kruss公司DSA100测定其接触角，选取疏水效果zui好的正硅酸四乙酯处理的棉织物。

2 结果与讨论

2.1 实验条件对棕榈蜡乳液稳定性的影响

表1为乳液的乳化剂用量、转速、棕榈蜡用量对微球粒径的影响。由表可知，当乳化剂用量、转数一样，棕榈蜡质量分数为10%时，乳液微粒粒径最小。当乳化剂用量和棕榈蜡含量相同，转速为500 r/min时为ZJ，乳液粒径在165.5 nm左右。当棕榈蜡用量和转数一定，乳化剂用量为1.5%时粒径最小为201.9 nm。因此，100 g棕榈蜡乳液中，当乳化剂质量分数为1.5%、棕榈蜡质量分数为10%、转速为500 r/min时所制得乳液粒径最小，效果ZJ，其乳液微粒粒径仅165.5 nm。

表格1

2.2 整理后织物的疏水性能

由实验所测定的数据发现，棕榈蜡的乳液粒径可以达到较低值，因此，将棕榈蜡乳液或与聚乙烯蜡乳液复配后应用于棉织物，测定经棕榈蜡乳液浸渍处理后的棉织物的接触角，数据如表2所示。

表格2

图1为部分整理棉织物的接触角，a为未整理的棉织物接触角，角度仅98.79°，并且液滴很快渗入棉织物内。而其中经过4%正硅酸四乙酯溶液改性的棉织物，在1.0%棕榈蜡乳液浸渍后的棉织物接触角ZD (f) ，为156.42°，即实现了超疏水。而1.0%棕榈蜡和1.5%的聚乙烯蜡的复配乳液接触角也达到了超疏水效果，为155.89°。

图1

2.3 摩擦对织物疏水效果的影响

图2为生物蜡整理棉织物摩擦前后的接触角变化。可以发现，随着摩擦次数的增加，接触角逐渐降低，这是因为随着摩擦，在棉织物表面的生物蜡层被破坏，导致疏水性能的下降；棕榈蜡乳液整理棉织物经500次摩擦后接触角下降7.69%，而棕榈蜡与聚乙烯蜡复配乳液整理棉织物经500次摩擦之后接触角下降1.9%左右，因此棕榈蜡与聚乙烯蜡复配乳液处理的超疏水棉织物摩擦耐久性能得到了一定的提升。

3 总结

当棕榈蜡质量分数为10%，乳化剂质量分数为1.5%，转速为500 r/min时可以制得乳化效果ZJ且粒径最小的棕榈蜡乳液。将正硅酸四乙酯 (TEOS) 处理后的棉织物在棕榈蜡乳液和聚乙烯蜡乳液复配液浸渍处理后，棉织物表面形成一层包覆层，疏水角可以达到155.89°，从而使棉织物达到了超疏水效果，并且对棉织物的透气、耐静水压和热稳定性没有较大的影响，而断裂QL和摩擦耐久性则有所增强。

参考文献：

黄婵娟,张丹,郑磊,郑君红,龙柱. 用于棉织物表面超疏水的生物蜡乳液制备与性能表征[J].高分子材料科学与工程, 2018, 34(11).

王有琼, 段琼芬, 赵虹, 等. 绿色产品---生物蜡[J].ZG林副特产, 2002 (3) :28-29.