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實驗發現,未經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)與水的接觸角可達到12710°;而先經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133°以上。這是因為經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,再經自組裝后使拒水效果提升。該結論同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的多分散系數較小,且經其整理的織物接觸角相對大些,故后續滌綸織物拒水整理研究選用Sol 4。
2．3 烷烴硅氧烷結構對接觸角的影響
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來賦予滌綸織物拒水性能。分別將未經整理和經Sol 4整理的滌綸織物浸漬在2%的不同結構硅氧烷水解液中,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,經過Sol4整理的滌綸織物的接觸角均比未經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。這是因為烷烴碳鏈長度越長越容易屏蔽親水性基團,表現出較好的疏水性能[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。當硅氧烷濃度為015%時,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。當濃度達到3%～4%時,接觸角變化不明顯,拒水效果趨于穩定。此外,由圖4可見,當C16水解液的濃度為3%時,滌綸織物與水的接觸角為143°,達到較好的拒水效果。
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215 滌綸織物表面形態變化
為了研究整理前后滌綸織物表面形態的變化,通過掃描電子顯微鏡觀察其形貌,見圖5。其中a為未經任何整理滌綸織物的纖維表面,b為經過Sol 4整理的滌綸表面,c為經Sol 4整理,再經3%C16水解液浸漬的滌綸表面。
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