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『纳米 防水』新型无毒纳米涂层使天然织物防水
2018-07-03| 文章来源:智识咨询| 【

  麻省理工学院开发的新工艺可以提供对环境有害的防水涂层 。不仅可以为天然织物(如棉花和丝绸)提供防水性,而且还比现有涂层更有效。 

  麻省理工学院开发的工艺可以提供对环境有害的化学品的无毒替代品。

  防水织物对于从雨衣到军用帐篷的所有物品都是必不可少的,但是传统的防水涂层已被证明在环境中持续存在并积聚在我们的身体中,因此很可能出于安全原因而逐步淘汰。如果研究人员能找到安全的替代品,那就需要填补一个巨大的空白。

  麻省理工学院的一个团队近日提出了一个很有前途的解决方案:涂层不仅可以为天然织物(如棉花和丝绸)提供防水性,而且还比现有涂料更有效。新的研究结果在《高级功能材料》杂志上发表,由麻省理工学院的教授克里斯帕·瓦拉纳西和卡伦·格里森(KarenGleason)、前麻省理工学院博士后丹·索托(DanSoto)和其他两位教授撰写的论文中进行了描述。

  由于现有防水化学品的逐步淘汰,环境监管机构推动了这一挑战.由于它们在环境和身体组织中累积的方式,EPA正在修订几十年来一直是行业标准的长链聚合物的法规。

  目前用于制造防水织物的涂料通常由具有全氟化侧链的长聚合物组成。问题是,已研究的短链聚合物不具有与长链版本一样多的防水(或疏水)效果。现有涂层的另一个问题是它们是基于液体的,所以织物必须浸入液体中然后干燥。瓦拉纳西说,这往往会堵塞织物中的所有毛孔,因此织物不再能呼吸。这需要第二个制造步骤,在该第二制造步骤中,空气被吹过织物以重新打开这些孔,增加了制造成本并且减弱防水保护。

  研究表明,具有少于8个全氟化碳基团的聚合物不会持续存在,其生物积累几乎与8个或更多的聚合物这种最常用的聚合物相同。瓦拉纳西解释说,此麻省理工学院的团队所做的是将两件事情结合起来:一种短链聚合物,它本身赋予一些疏水性质,并通过一些额外的化学处理而得到增强; 以及由合作作者Karen Gleason团队近年来开发的称为引发化学气相沉积(iCVD)的不同涂层工艺。

  使用不涉及任何液体且可在低温下完成的iCVD涂层工艺,可生成非常薄且均匀的涂层,该涂层遵循纤维的轮廓并且不会导致孔隙堵塞,从而不需要第二个处理阶段重新打开毛孔。然后,可以添加额外的步骤,一种表面喷砂处理,作为可选的工艺,以进一步提高防水性。

  对涂层表面的测试表明,它在标准的驱雨试验中获得了完美的分数。该涂料适用于各种不同的织物、纸张和纳米级硅。瓦拉纳西说,该工艺适用于许多不同种类的织物,包括棉、尼龙和亚麻,甚至在纸张等非织物材料上开放各种潜在应用。该系统已经过通不同类型的织物以及这些织物的不同编织图案的测试。

  涂层织物在实验室中经受了大量的测试,包括工业用的标准降雨试验。这些材料不仅被水轰击过,而且还被其他各种液体包括咖啡、番茄酱、氢氧化钠和各种酸和碱轰炸过,而且已经全部排斥。涂层材料经受反复洗涤,没有涂层的劣化,并且经过了严重的磨损试验,在10000次重复之后没有损坏涂层。

  该团队计划继续致力于优化化学配方以获得最佳防水性,并希望将正在申请专利的技术授权给现有的织物和服装公司。

  参考来源:麻省理工学院

 
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