尼龙的超疏水改性及应用开题报告

1. 研究目的与意义

大自然的长期演变和进化，为人类提供了各种各样的化学组成和物理结构完美结合的超疏水表面。

在自然界中，有许多植物和昆虫具有超疏水性。

众所周知，荷叶的超疏水性又叫荷叶效应。

2. 课题关键问题和重难点

尼龙(聚酰胺)纤维具有很好的强度和韧性, 是一类重要的商业化合成高分子纤维材料；具备超疏水性能的尼龙纤维可以广泛应用到生活的各个方面，在尼龙纤维表面引入多级粗糙结构并降低表面能可以提高其表面的疏水疏油性。

目前已有不少超疏水尼龙纤维的制备方案，但由于尼龙纤维表面的活性基团较少, 在其表面引入粗糙结构较为困难；同时在尼龙纤维表面构造出来的超疏水涂层暴露于生活环境中时具有较差的稳定性，修饰过的尼龙纤维经过多次搅拌洗涤后，尼龙纤维超疏水性能会降低，甚至其表面的微-纳米结构会遭到破坏而失去超疏水性能，且文献中所报道的大部分方法所使用的实验药品较为昂贵，工艺较为复杂。

因此，制备出易引入粗糙结构、工艺简单、廉价且稳定性良好的超疏水尼龙纤维成为本课题的难点。

3. 国内外研究现状（文献综述）

在自然界中有许多超疏水的植物和昆虫。

众所周知，超疏水荷叶也被称为荷叶效应。

超疏水表面由于其特殊的性质，如耐水性，自洁性和耐腐蚀性而引起了广泛研究人员的关注，因此超疏水表面具有许多功能性应用。

4. 研究方案

本课题通过参考众多文献中所使用的方法，采用两步骤浸涂技术制造出具有超疏水尼龙纤维。

首先第一步利用水解反应，将乙醇和氨水（催化剂）均匀混合，后将正硅酸乙酯（teos）和十六烷基三甲氧基硅烷滴入混合溶液中，然后在室温下进行磁力搅拌,将尼龙纤维浸泡在混合溶液中，可以构造出微粗糙表面。

第二步将降低表面能的全氟癸基三乙氧基硅烷（hdftes）和聚偏氟乙烯（pvdf）溶于n，n-二甲基甲酰胺（dmf）中；然后在室温下磁力搅拌一段时间，制备均匀的sio2纳米粒子、pvdf/hdftes涂层体系，最后将织物浸泡在混合溶液中。

5. 工作计划

第一学期17-19周阅读文献，了解和掌握研究背景和研究现状，提出研究问题，制定研究方法，并熟悉实验室环境，查找和自己研究课题相关的文献；第二学期1-3周订购实验药品，查找药品相关理化性质，准备好所需的实验器材，阅读并归纳参考文献，设计及选择最佳合成路线，完成开题报告，并连同英文文献翻译一并交由指导老师审阅并上传至校网毕设系统；第二学期4-9周开展实验研究，制备超疏水尼龙纤维涂层，并通过研究不同改性方法及反应条件测试其疏水性及耐洗涤性，及时记录好每天的实验数据、现象并进行整理、总结、上传；第二学期10-11周整理与实验相关的资料，总结各步最优条件、分析实验数据，总结实验工作成果，完成毕业论文撰写，并查重；第二学期12周 将论文交由老师审阅修改，准备论文答辩；第二学期13周 论文答辩。