[發明專利]一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210128616.8
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102634987A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 郝麗芬;安秋鳳;許偉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: D06M15/657
• 分類號: D06M15/657;D06M11/79;D06M11/46;D06M13/513;C08G77/38;C08G77/26;C08G77/24;D06M101/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復合膜及其制備方法。?

背景技術

仿生超疏水性的天然棉纖維由于其優異的抗粘著、防污、自清潔等性能而備受人們的歡迎，仿生超疏水織物的制備和性能研究也是近年來化學模擬生物系統中的一個新領域。?

目前，仿生超疏水性織物的制備方法大量涌現，主要有溶膠-凝膠法、模板法、粒子填充法、碳納米管法、激光/等離子體刻蝕、電紡、溶液浸濕法和自組裝等。其中大分子自組裝技術由于制備工藝簡單快捷，不需要特殊制膜設備，克服了普通合成方法的制備工藝復雜、條件苛刻等缺陷，納米粒子分布可控，易于大面積制膜，特別是該方法不依賴于載膜基質的種類、尺寸大小和表面形狀，可以在復雜基質上成膜(如非平面基質、易彎曲纖維基質)，成為近年來一類有效制備高分子和納米粒子復合體系的重要途徑。?

目前大分子自組裝中采用高分子與納米粒子在一定條件下通過非共價鍵合形成微納米尺度空間結構高度有序的聚集體的研究報道較多，主要因為通過靜電結合的方法能夠將通常普通合成方法難以制?備的特種結構的共聚物或高分子-納米粒子復合體系變為現實；更為重要的是這種制備方法能夠有效的調控納米粒子分布于組裝體的特定區域，這對復合物最終的性能是至關重要的。?

目前，基于靜電作用力構筑功能性大分子組裝體的研究已有一定報道。CN1610013A將含金納米粒子和八丙銨基八硅氧烷進行層狀組裝制得了一種具有光學和導電性能的超薄導電膜。CN101747512A報道了一種靜電驅動的仿生超分子組裝體及其制備方法，該仿生超分子組裝體由末端含羧基的疏水聚合物如端羧基聚苯乙烯或端羧基聚甲基丙烯酸甲酯、末端含氨基的親水聚合物及表面含正電荷的納米粒子組成。Vincent?M.Rotello的研究小組對表面功能化的Au納米粒子或表面功能化的SiO₂納米粒子與高分子的靜電自組裝方法開展了非常有特色的工作，這些高分子主要有帶正電的聚酰胺-胺樹枝狀高分子、[苯乙烯-氨甲基苯乙烯-甲氧基苯乙烯]共聚物，并且這些組裝體主要用作新型高效催化劑，參見Acc.Chem.Res.(2003，36，549)。J.Am.Chem.Soc.(2004，126：15938)也報道了基于靜電作用的聚(N-異丙基丙烯酰胺)和聚丙烯酸的共聚物水凝膠微球和Au納米棒的復合體系，該復合微球具有能通過加載激光照射控制“開關”的收縮-溶脹轉變，對于實現觸發性藥物釋放有重要意義。AATCC?Review(2010，2：45)報道了氨基聚硅氧烷和羧基聚硅氧烷通過超分子組裝?在棉纖維織物表面，獲得了獨特手感和表面性能的織物，并從微觀上對超分子膜的形貌進行了研究。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復合膜及其制備方法，該超疏水性復合膜可賦予棉纖維基質良好的超疏水性能。?

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案。?

一種氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復合膜，該超疏水性復合膜由氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷與氨烴基改性納米粒子組成。?

所述超疏水性復合膜由氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷與氨烴基改性納米粒子在溶液中通過氨基與羧基之間的靜電作用形成聚集體，然后采用浸漬法使聚集體負載在棉纖維織物表面。?

所述氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷為梳狀結構，分子結構如式(I)：?

式(I)中：R_f代表氟代脂肪烴基，R₁＝CH₃～C₁₈H₃₇或三氟丙基，R₂＝甲基或甲氧基，A＝CH₂CH₂或CH＝CH，m＝3～50，n＝2～20，p＝10～100，q＝0～300。?

所述氟烷基羧烴基改性聚硅氧烷在室溫下黏度范圍為500～10000mPa·s，羧值范圍為0.2～0.8mmol/g。?

所述氨烴基改性納米粒子為氨烴基改性納米二氧化硅、氨烴基改性納米二氧化鈦或具有1～8官能團的氨丙基改性多面體低聚倍半硅氧烷，氨烴基改性納米粒子的平均粒徑為20～200nm，氨烴基為氨丙基、N-β-氨乙基-γ-氨丙基或N，N-二甲基氨乙基，氨丙基改性多面體低聚倍半硅氧烷為八氨丙基八硅氧烷。?

一種制備上述氟烷基羧烴基聚硅氧烷/納米粒子超疏水性復合膜的方法，包括以下步驟：?