1.織物的拒水

　　織物的拒水性是指織物將水滴從其表面反撥落下的性能，拒水整理的目的是阻止水對(duì)織物的潤(rùn)濕，利用織物毛細(xì)管的附加壓力，阻止液態(tài)水的透過(guò)，但仍 然保持了織物的透氣透濕性能，此類(lèi)織物做成的服裝，既有良好的防水性，又能較快地將體表汗液蒸汽排出，保持了服裝干爽、溫暖的感覺(jué)，從而大大提高了服裝的 舒適性，擴(kuò)大了織物的應(yīng)用范圍，拒水整理織物首先用于生產(chǎn)軍服、防護(hù)服，現(xiàn)在己廣泛用于制作運(yùn)動(dòng)服、旅行包、旅行裝、帳篷等。國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)上對(duì)這類(lèi)面料 的需求正在逐年增加。

　　2.織物拒水、拒油機(jī)理

　　根據(jù)潤(rùn)濕理論，液體潤(rùn)濕固體表面的能，采用鋪展系數(shù)S表示：

　　S=YS-YL/YSL

　　由上式可得出以下結(jié)論:

　　(1)固體表面能YS越大，S就越大，固體越容易被液體潤(rùn)濕，反之，如果固體表面能YS越小，S越小，固體越難被液體潤(rùn)濕，固體就具有抗拒液體潤(rùn)濕的能力。

　　(2)液體的表面能YL越小，S就越大，液體越容易潤(rùn)濕固體。

　　(3)固體與液體的界面表面能YSL越小，S越大，水的表面能比較高，為72.6mJ/M2。拒水材料的表面能必須比此值小。油類(lèi)的表面能一般 在20-40 J/M2，拒油材料的表面能必須比此值小，所以，油的潤(rùn)濕能力遠(yuǎn)大于水，所以，拒油的物質(zhì)一定拒水，而一般的滌綸織物，表面能遠(yuǎn)大于水和油的表面能，因 此，為了使滌綸織物拒水拒油，就要在其表面涂一層低表面能的材料。硅橡膠的表面能約為25mJ/m2，是比較理想的拒水材料，氟樹(shù)脂的表面能約為5 mJ/m2，是比較理想的拒抽材料。

　　3.拒水、拒油整理劑

　　由拒水拒油整理的機(jī)理可以看出，在滌綸織物表面吸附一層物質(zhì)，使其原來(lái)的高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?，就可以獲得具有拒水效果的織物，且表面能愈小效 果愈好，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的拒水劑主要有以下幾種：(1)石蠟-鋁皂類(lèi)，(2)吡啶季銨鹽類(lèi)，(3)羥甲基三聚氰胺衍生物，(4)硬脂酸鉻絡(luò)合物，(5) 有機(jī)硅型，(6)氟烷基樹(shù)脂類(lèi)[10]。前五類(lèi)拒水劑有共同弱點(diǎn)：不拒油、不防污、耐洗性差。近年來(lái)，含氟化合物在織物拒水、拒油、防污整理力面的應(yīng)用正 在發(fā)展中。在紡織品拒水加工中，氟烷基化合物的實(shí)用化是在20世紀(jì)50年代，早由美國(guó)杜邦公司進(jìn)行氟聚合物織物拒水拒油整理的嘗試，并率先發(fā)表了以四氟 乙烯乳液作為織物拒水拒油整理劑的專(zhuān)利。后來(lái)美國(guó)3M公司研制開(kāi)發(fā)了以全氟羧酸鉻的絡(luò)合物為主要成份的織物整理劑，但很快被性能更好的含氟丙烯酸酯形成的 聚合物所取代，并用于織物拒水拒油整理，推出的商品為Scotchguard，而后杜邦的Teflon，旭硝子的Asahi guard，大金工業(yè)株式會(huì)杜Unidync等相繼問(wèn)世[11]，這些含氟拒水劑具有拒水、拒油性，而且不損害纖維原有的風(fēng)格，因此得到了迅速普及推廣， 成為當(dāng)今拒水劑的主流。國(guó)外早將有機(jī)氟樹(shù)脂運(yùn)用于尼龍、滌綸、滌/棉、棉等織物的拒水拒油整理報(bào)道較多，國(guó)內(nèi)在拒水性方面研究也有一些報(bào)道。

　　4.荷葉效應(yīng)在滌綸織物拒水拒油整理中的應(yīng)用

　　近30多年來(lái)，德國(guó)科學(xué)家通過(guò)掃描電鏡和原子力顯微鏡對(duì)荷葉等2萬(wàn)種植物的葉面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，揭示了荷葉拒水自潔的原理，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。根 據(jù)荷葉效應(yīng)(Lotus-effect)原理，德國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研制成功具有拒水自潔的建筑物表面涂料，而且從1999年開(kāi)始上市銷(xiāo)售，具有同樣性能的瓦片 也于2000年底上市銷(xiāo)售。具有荷葉效應(yīng)的服裝也正在研制中。由于荷葉效應(yīng)具有廣闊的應(yīng)用前景，并具有很高的商業(yè)價(jià)值，所以關(guān)鍵技術(shù)和原理都申請(qǐng)了專(zhuān)利， 并嚴(yán)格保密。

　　荷葉效應(yīng)的秘密主要在于它的微觀結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)，而不在于它的化學(xué)成分。Holloway于1994年對(duì)荷葉等植物的表面化學(xué)成分進(jìn)行了分析。 所有植物表面都有一層表皮，表皮將植物與周?chē)h(huán)境隔開(kāi)。所有植物的表皮主要成分都是埋置于多元酯母體內(nèi)的可溶性油脂，因此，植物的表皮都具有一定的拒水 性。經(jīng)過(guò)對(duì)2萬(wàn)種植物表面進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，具有光滑表面的植物都沒(méi)有拒水自潔的功能，而具有粗糙表面的植物，都有一定的拒水作用，在所有的植物中，荷葉的 拒水自潔作用強(qiáng)，水在其表面的接觸角達(dá)到160.4°,除了荷葉外，芋頭葉和大頭菜葉的拒水自潔作用也很強(qiáng)，水在其上的接觸角分別達(dá)到160.3和 159.7。水在各種常用纖維表面上的接觸角如下表1所示。

　　從總體上看，沒(méi)有一種纖維使水在其表面的接觸角大于90°所以可以說(shuō)，常用紡織纖維都不具有拒水能力。當(dāng)然，更不具有拒油的能力。

　　通過(guò)研究荷葉效應(yīng)的拒水自潔原理可知，具有高度拒水自潔的織物必須具備如下條件:(1)首先，使纖維表面具有基本的拒水性能(即水與其表面的接 觸角大于90°)。對(duì)于這一步，可以以通過(guò)納米技術(shù)、等離子處理技術(shù)和涂層浸軋技術(shù)達(dá)到。(如：利用高溫下有機(jī)過(guò)氧化)物等分解形成自由基，引發(fā)自由能較 低的含硅或含氟的有機(jī)單體，對(duì)PET織物表面接枝改性。(2)要使織物具有粗糙的表。雖然織物表面本身是非常粗糙的，但這種粗糙結(jié)構(gòu)是以纖維為小單位， 遠(yuǎn)大于納米結(jié)構(gòu)的要求。拒水自潔織物表面的粗糙應(yīng)是纖維表面的粗糙，該粗糙應(yīng)達(dá)到納米級(jí)水平。

　　因此，利用仿生學(xué)原理，將荷葉效應(yīng)原理應(yīng)用于滌綸織物的拒水拒油整理中，將可以研制出一種超強(qiáng)的拒水透氣紡織品。

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