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随着经济快速发展和人们生活水平的提高,具有良好亲肤性、柔性、吸湿排汗等优良性能的纤维素棉织物表面不能满足人们的需要。为了增加纺织品的附加值,赋予纺织品表面多功能性对提高国际竞争力是非常有意义的。受大自然界“荷叶效应”的启发,超疏水特殊浸润性表面受到国内外研究学者的广泛关注。棉纺织品作为柔性面料,具有良好的亲水性、排湿透气性、可生物降解性、资源丰富等,但同时其易受污染、易受细菌及微生物侵害的特点限制了它在更多领域的应用如抗菌、防紫外、自清洁、油水分离等,因此,对超疏水纺织品的研究成为大家争相讨论的话题。本论文基于改善普通棉织物亲水特质、易受油水污染、易受细菌及微生物侵害,热稳定性差、抗紫外屏蔽性差等缺陷,提出多种制备超疏水纺织品的技术方案,研究了技术参数对化学组份、表面形貌和浸润性等影响,探讨了特殊浸润性纺织材料潜在应用前景,具体得到的研究结果如下:(1)原子转移自由基聚合(ATRP)法可控接枝环境友好短氟烷基超疏纤维素表面:通过利用2-溴异丁酰溴(BiBB)作为引发剂、溴化亚铜(CuBr)/五甲基二乙烯三胺(PMDETA)作为配体、实现对短链单体七氟丁酰氯的可控聚合反应。接枝反应结束后,棉织物表面出现很多絮状物质,增加了原棉纤维表面本身的粗糙度;一次接枝含氟单体的棉织物表面获得了“Wenzel”状态高粘高疏水表面,通过两步接枝技术,该表面具有更好的抗润湿能力(WCA=163.7±2.5°),水滴在该表面能够实现滚动(θs=45°、V=10 μL)。(2)水浴法制备防紫外、自清洁、油水分离多功能超疏TiO2@fabric表面:本章提出一步湿化学法——水浴法(80℃),利用钛源草酸钛钾水解缩聚反应在棉织物表面沉积一层花型微纳米结构TiO2@fabric表面。实验测试结果表明二氧化钛颗粒均匀地沉积到棉纤维表面,通过氟硅烷大分子在该表面的自组装赋予其特殊浸润性,在优化实验条件下该表面静态水接触角高于160°、滚动角低于10°;此外,该方法所获得棉织物表面具有很好的抗紫外线性能,在沉积时间为30 h,UPF值达到最高(50+);良好的自清洁性能和油水分离能力,同时对机械作用及环境稳定性好(水压下、胶带剥离、机械磨损等)。(3)水热法制备高效自清洁及油水分离特殊浸润性花型Ti02@cotton表面:为了提高功能性超疏纺织品的耐久性,进一步开发了一种水热法(120-200℃)制备类花型分级微纳结构Ti02@cotton表面。通过合理设计实验方案及调整实验参数,二氧化钛膜层均匀沉积在棉纤维表面,进一步修饰低表面能物质后该表面具备出色的浸润性;随着温度的升高,二氧化钛晶型从无定型态向锐钛矿晶型转变,并且温度越高,晶型转变所需要的时间越短;研究了微观结构变化与表面浸润性如接触角、滚动角、粘附力之间的关系并解释其粘附机理;具有优异的耐皂洗性能、UV屏蔽性能及自清洁能力,可用于多种情况下的油水分离,包括油水混合物、油浮于水面及油滴沉于水底等。(4)耐久抗菌及UV防护Ag/Ti02@fabric复合材料的制备:在水热法制备的耐久性二氧化钛颗粒表面发展了原位化学还原法制备Ag/Ti02@fabric抗菌表面,Ag纳米颗粒均匀分布并嵌入到花型二氧化钛微纳结构表面,两者的协同作用为实现耐久抗菌及紫外防护创造了有利条件。研究了该复合颗粒结构表面对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抗菌活性,同时还研究了皂洗50次循环后的抗菌性能,对皂洗后样品具有90%的抑菌率说明其具有稳定、耐久可持续的抑菌性能;研究了样品的抗菌机制,在可见光作用下,许多活性物质如.O2-,·OH,光生空穴和电子等存在于AgTiC棉织物表面上,Ag单质及电离后的Ag离子附着并进入到细菌细胞膜内部,阻碍了细菌呼吸系统及代谢系统,最终导致细胞分解或死亡。(5)AACVD法制备特殊浸润性半透明玻璃表面及棉织物表面:采用一种快速、高效的气溶胶辅助化学气相沉积技术,一步法将疏水性PDMS聚合物及Si02纳米颗粒沉积到玻璃或棉织物表面,实现超疏表面高效构筑。并探究前驱体体积比、沉积温度、沉积时间对膜层形貌、疏水性、透明度、机械性等的影响。此外,该涂层在化学作用(酸/碱溶液、有机溶剂)和物理作用(胶带剥离、砂纸磨擦)下表现出极佳的环境稳定性和耐蚀性。该技术具有反应周期短,可规模化生产等优势。