隨著社會的發展、人類的進步，人們對多功能紡織品顯示出了越來越旺盛的需求。其中具有超拒水功能的服裝產品越來越受到消費者的歡迎，尤其是醫護人員用裝、高檔服裝、戶外裝、運動裝和休閑裝等。本文旨在從物體表面潤濕性的基本原理出發介紹紡織領域進行超拒水整理的各種先進、創新的技術。
1疏水基本原理
Youn[1]通過對物質表面親、疏水性的開創性研究．揭示了在理想光滑表面上．當液滴達到平衡時各相關表面張力與接觸角之間的函數關系．提出了著名的楊氏方程：COSθ=(уSV-уSL)/уLV式中уSV為固體表面在飽和蒸氣下的表面張力，уLV為液體在它自身飽和蒸汽壓下的表面張力，уSL為固液間的界面張力，θ為氣、固、液三相平衡時的接觸角。一般人們認為當θ＞90°時固體表面表現為疏水性質，θ＜90°時表現為親水性質。將與水接觸角大于150°的物體表面稱為超疏水表面。
Wenzel[2]就膜表面的粗糙情況對疏水性的影響進行了深入的研究．對楊氏方程進行了修正。指出由于實際表面粗糙使得實際接觸面積要比理想平面大，提出了Wenzel方程：cosθ1=r(уSV-уSL)/уLV。式中r為實際接觸面積／表觀接觸面積。與楊氏方程相比cosθ1=rcosθ，稱θ1為表觀接觸角，θ為楊氏接觸角。顯然r>1．根據Wenzel方程可知．親水膜在增加粗糙度后將更親水．疏水膜則更疏水。
Cassie[3]在研究織物疏水性能時．提出了另一種表面粗糙新模型——空氣墊模型。Cassie提出接觸面由兩部分組成，一部分是液滴與固體表面(R)突起直接接觸，另一部分是與空氣墊(fv)接觸，并假定θ1=180°，引入表面系數f=fs／(fs+fv)，Cassie推導的方程為：cosθ1=fcosθ+f-1=f(cosθ+1)-1。根據Cassie的模型及公式的理論計算．提高空氣墊部分所占的比例將會增強膜表面的超疏水性能。
由上面的討論可知．物體表面的潤濕性由物體表面的化學成分和表面形貌結構共同決定。一般制備超疏水表面的方法有兩類：一類是在固體表面修飾低表面能物質．另一類是在低表面能物質表面構建微結構。含氟化合物的臨界表面張力明顯小于其它化合物．尤其以-CF3組成的單分子膜的表面張力僅為O.6×10-2N／m．因此目前在紡織品拒水整理方面．主要是利用氟碳化合物具有極低表面能的特點，使織物達到拒水、拒油、拒污的效果，但是該類整理劑價格昂貴．有機氟有一定的生物毒性，對環境存在潛在威脅。且有研究表明．在光滑表面上。僅采用化學方法．如采用低表面能物質氟硅烷(FAS)等來降低表面自由能．其接觸角最多達到120°，因此從織物表面微結構構造角度出發制備超疏水織物越來越受到人們的重視。
2制備超疏水表面的技術
目前制備超疏水表面的方法很多．如化學沉積技術、模板擠壓技術、脈沖激光沉積技術、等離子體技術、靜電紡絲技術、溶膠凝膠技術、相分離技術等都有報道。下面就與紡織品相關的技術作簡單介紹。
2．1脈沖激光沉積法(Pulsed Laser，Deposition)
脈沖沉積系統一般由脈沖激光器、光路系統(光闌掃描器、會聚透鏡、激光窗等)；沉積系統(真空室、抽真空泵、充氣系統、靶材、基片加熱器)；輔助設備(測控裝置、監控裝置、電機冷卻系統)等組成[4]。
整個PLD鍍膜過程通常分為3個階段。①激光與靶材相互作用產生等離子體。激光束聚焦在靶材表面．在足夠高的能量密度下和短的脈沖時間內，靶材吸收激光能量并使光斑處的溫度迅速升高至靶材的蒸發溫度以上而產生高溫及燒蝕，靶材氣化蒸發，有原子、分子、電子、離子和分子團簇及微米尺度的液滴、固體顆粒等從靶的表面逸出。這些被蒸發出來的物質反過來又繼續和激光相互作用，其溫度進一步提高．形成區域化的高溫高密度的等離子體。⑦等離子體在空間的輸運。等離子體形成后，其與激光束繼續作用，進一步電離，等離子體的溫度和壓力迅速升高．并在靶面法線方向形成大的溫度和壓力梯度．使其沿該方向向外作等溫(激光作用時)和絕熱(激光終止后)膨脹，此時，電荷云的非均勻分布形成相當強的加速電場。在這些極端條件下．高速膨脹過程發生在數十納秒瞬間，迅速形成了一個沿法線方向向外的細長的等離子體羽輝。③等離子體在基片上成核、長大形成薄膜。激光等離子體中的高能粒子轟擊基片表面．使其產生不同程度的輻射式損傷．其中之一就是原子濺射。入射粒子流和濺射原子之間形成了熱化區，一旦粒子的凝聚速率大于濺射原子的飛濺速率，熱化區就會消散，粒子在基片上生長出薄膜[5]。
脈沖激光沉積技術是目前最有前途的制膜技術之一，該技術有很多優點：①可對化學成分復雜的復合物材料進行全等同鍍膜，易于保證鍍膜后化學計量比的穩定。與靶材成分容易一致是PLD的最大優點，是區別于其他技術的主要標志。②反應迅速，生長快．．③定向性強、薄膜分辨率高，能實現微區沉積．④生長過程中可原位引入多種氣體，引入活性或惰性及混合氣體對提高薄膜質量有重要意義。⑤易制多層膜和異質膜。⑥靶材容易制備，不需加熱。⑦高真空環境對薄膜污染少，可制成高純薄膜。⑧可制膜種類多．幾乎所有的材料都可用PLD制膜，除非材料對該種激光是透明的。
同時PLD技術也存在一些缺點．主要表現在：①脈沖瞬間沉積時不能避免產生液滴及大小不一的顆粒的形成．會以大的團簇形狀存留在膜中．影響膜的質量。②薄膜厚度不夠均勻。融蝕羽輝具有很強的方向性．在不同的空間方向．等離子體羽輝中的粒子速率不盡相同．使粒子的能量和數量的分布不均勻。③等離子局域分布難以形成大面積的薄膜。
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