无氟

Abstract(#br)Despite of the extensive effort made to construct a superhydrophobic surface in labs, achieving a short processing time and via a sustainable production route remains a challenge for practical applications. Here, with tetrahydrofuran and n-hexane as co-solvent, we demonstrate that roughness can be induced on polydimethylsiloxane (PDMS) coatings to achieve superhydrophobic coatings on different types of substrates including woven fabrics, non-woven fabrics, and melamine sponge.

尽管已有的努力，但要制备持久的超疏水表面，开发一种多用途、少伤害的方法是困难的。这里提出了一种温和富水的方法来获得无氟鲁棒超疏水材料，该方法是利用聚二甲基硅氧烷( PDMS )和二氧化钛( TiO2 )的复合溶液来减少有机溶剂的使用量。优化后的PDMS溶液/ TiO2水溶胶质量比( 2∶8 )，涂层棉织物的水接触角( WCA )为156.9°，脱落角为6.8°，得到的超疏水棉织物( SCF )在各种苛刻条件下也表现良好。此外，SCF不仅表现出优异的抗沾污能力，而且由于其光催化活性，在紫外光照射下能够降解有机污染物。更为重要的是，SCF可反复用于油水分离和净水，且超疏水性能无明显损失，为其在环境保护领域的应用提供了前景。该复合涂层可应用于PET织物、非织造布和海绵等不同基材上，赋予其表面超疏水性能。总体而言，我们的工作为制备多功能超疏水织物提供了一种简便、省时、少伤害的方法，在自清洁、户外和水处理应用方面具有显著的优势。

超疏水表面由于具有优异的拒水性能，在各个领域具有潜在的应用。特别是无氟超疏水薄膜引起了广泛的关注。本研究采用简单的喷涂方法成功制备了一种环境友好、可重写的超疏水涂层。通过水溶性聚乙烯醇( PVA )将亲水性二氧化硅纳米粒子固定在基底上，再通过聚二甲基硅氧烷( PDMS )对其表面进行改性，得到超疏水涂层。制备的涂层的水接触角为160o，稳定性良好。最重要的是，当不再需要超疏水涂层时，可以将其去除，基底可以重复使用。环境友好、可重写的超疏水涂层在日常生活中应该具有很好的应用前景。

超疏水抗菌织物具有抗菌和抗菌粘合性能，在医用纺织品领域表现出巨大的需求。然而，目前的技术无法完全解决这一问题。因此，一种简单的方法是非常理想的。这里，将纯涤纶( PET )织物浸入含有ZnO纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的溶液中，经低压Ar等离子体处理后，纤维表面均匀复盖一层ZnO- PDMS层。处理后织物的增重率为3.5 %，基本不变，织物的透气性、透湿性、拉伸性能基本不受影响。研究发现，织物的水接触角( WCA )大于162.7°，滑动角( SA )小于10°，PDMS与PET纤维的稳定结合使其具有较强的超疏水性能，即使经过300次洗涤循环和600次摩擦循环，仍保持超疏水性能。洗涤前大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.89 %和99.85 %，洗涤100次后，抑菌率分别降至99.36 %和99.17 %。因此，在要求具有良好抗菌性能的服装或纺织品(如床单、羽绒被等)的防护应用中显示出良好的发展前景。

利用气相二氧化硅( FS )的高比表面积和支化结构，结合聚二甲基硅氧烷( PDMS )的疏水性能和聚氨酯( PU )的强韧性，可制备具有分级结构和增强功能的PDMS- PU和FS接枝涂料。FS的结构特性会增加超疏水性能，其开支状特性会提供透气性，采用在PDMS-PU涂层上方仅含FS层的分层涂复方式会产生互锁性和强耐磨性，从而形成一种在过滤和个人防护设备( PPE )中具有潜在应用前景的多功能涂层。憎水性是通过水接触角和润湿阻力的测量来衡量的。通过研究不同磨损周期后涂层织物的纤维形态和疏水性，比较涂层织物的耐磨性。空气流量与压降实验用于测量透气性。利用红外光谱研究了基底/组分之间的相互作用机理，通过调控基底、FS和PDMS- PU之间的相互作用，可以制备出一种具有超疏水、强耐磨性和良好透气性的新型分层涂层，从而提供了一种多功能、独特的涂层平台。

假说气相二氧化硅( FS )的高比表面积和支化结构可以与聚二甲基硅氧烷( PDMS )的疏水性能和聚氨酯( PU )的鲁棒性协同开发，创造具有层次结构和增强功能的PDMS- PU和FS接枝涂层。FS的结构特点增加了超疏水性能，其开支状特性提供了透气性，在PDMS - PU涂层上采用一层FS层的方法，可以形成互锁性和强耐磨性的涂层，在过滤和个人防护设备( PPE )中具有潜在的应用价值。憎水性是通过水接触角和润湿阻力的测量来衡量的。通过研究不同磨损周期后涂层织物的纤维形态和疏水性，比较涂层织物的耐磨性。空气流量与压降实验用于测量透气性。利用红外光谱探讨了基底/组分之间的相互作用机理。结果通过调节基底、FS和PDMS-PU之间的相互作用，可以制备出一种具有超疏水、耐磨损和透气性的新型分层涂层，从而提供了、独特的涂层平台。

胶原纤维因其良好的生物相容性和生物降解性而备受关注。本研究以胶原纤维、壳聚糖和聚二甲基硅氧烷( PDMS )为原料，制备了一种无氟疏水耐油材料。为提高耐油/润滑脂性能，第一层填充多孔基体，由胶原纤维/壳聚糖和戊二醛交联产物制成。其次是简单的PDMS涂层，以增加疏水性和耐水性。值得注意的是，交联产物的10   g / m2和PDMS的6   g / m2具有较低的孔径和光滑均匀的表面，使得复合材料表现出优异的疏水耐油性能(水接触角为141° )、耐水耐油性能(试剂盒评级值为12 / 12 )和力学性能。具有高耐水、耐油性的无氟环保型材料，对推动食品包装高性能材料的发展具有重要作用。

胶原纤维因其良好的生物相容性和生物降解性而备受关注。本研究以胶原纤维、壳聚糖和聚二甲基硅氧烷( PDMS )为原料，制备了一种无氟疏水耐油材料。为提高耐油/润滑脂性能，第一层填充多孔基体，由胶原纤维/壳聚糖和戊二醛交联产物制成。其次是简单的PDMS涂层，以增加疏水性和耐水性。值得注意的是，交联产物10 g / m2和PDMS 6 g / m2的孔径较小，表面光滑均匀，复合材料表现出优异的疏水耐油性能(水接触角为141 ° )、耐水耐油性能(试剂盒评级值为12 / 12 )和力学性能。具有高耐水、耐油性的无氟环保型材料，对推动食品包装高性能材料的发展具有重要作用。

近年来，关于无氟超疏水涂层的大量精彩着作被报道。然而，详细的综述并不多见。综述了非氟聚二甲基硅氧烷( PDMS )超疏水涂层的研究进展，包括制备方法及其应用。从仪器、处理、底物等方面对方法进行了比较。并对其优缺点进行了总结。需要注意的是，这些方法不仅适用于PDMS基超疏水涂层的制备，而且适用于其他非氟化合物组成的涂层，如蜡、长链烷烃、碳纳米材料等。各种方法及其组合为研究者和工程师提供了大量制备无氟超疏水涂层的选择。相信本综述对致力于开发性能优异的无氟超疏水涂层的研究人员具有很好的参考价值。

本研究提出了基于Pickering乳液模板的抗生物膜涂料配方。涂层不含生物活性物质，因为其抗生物膜性能源于单纯源于涂层超疏水性质的被动机制。此外，与大多数超疏水配方不同，我们的体系是无氟的，因此该方法非常适合食品和医疗应用。涂料配方是以甲苯或二甲苯乳状液中的水为基础，用商业疏水二氧化硅稳定，用聚二甲基硅氧烷( PDMS )溶解在甲苯或二甲苯中。采用共聚焦显微镜和低温扫描电子显微镜对乳液的结构和稳定性进行了表征。将最稳定的乳液涂复在聚丙烯( PP )表面，在烘箱中烘干，形成PDMS /二氧化硅涂层的过程称为乳液模板。采用原子力显微镜( AFM )和扫描电镜( SEM )对所得涂层的结构进行了考察。涂层表面呈现蜂窝状结构，呈现出微米级和纳米级粗糙度的结合，赋予其超疏水性能。调谐后，涂层的超疏水性能表现出高效的被动抗生物膜活性。E . coli体外抗生物膜试验表明，该涂层使二甲苯-水基表面的生物膜减少83 %，甲苯-水基表面的生物膜积累减少59 %。