【摘 要】
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定向液体传输材料由于其特殊的液体传输性能在功能性纺织品、微流体传输、油水分离、雾水收集等方面都具有广泛的应用前景,目前大多数定向液体传输材料的制备都是基于对水的定向运输,而在实际生活和工业中,由于低表面张力油液的广泛使用,研究材料对不同表面张力液体的传输性能对液体的智能操控和先进油水分离技术的发展具有重要意义。因此本文从疏水疏油表面的制备和润湿性的设计出发,选用疏水聚合物聚偏氟乙烯和低表面能的氟硅
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定向液体传输材料由于其特殊的液体传输性能在功能性纺织品、微流体传输、油水分离、雾水收集等方面都具有广泛的应用前景,目前大多数定向液体传输材料的制备都是基于对水的定向运输,而在实际生活和工业中,由于低表面张力油液的广泛使用,研究材料对不同表面张力液体的传输性能对液体的智能操控和先进油水分离技术的发展具有重要意义。因此本文从疏水疏油表面的制备和润湿性的设计出发,选用疏水聚合物聚偏氟乙烯和低表面能的氟硅烷,采用静电喷涂法和静电纺丝法在亲水亲油织物和纤维膜基底上分别制备了疏水疏油的表面,并对材料的定向液体传输性能进行了研究。此外,还研究了对称定向液体传输性能对不同结构纤维膜的液体传输行为和芯吸效应的影响。(1)采用单面静电喷涂法,在不添加无机纳米粒子的条件下,制备不同浓度的PVDF/FAS(聚偏氟乙烯/氟硅烷)喷涂溶液对棉织物表面进行疏水疏油的喷涂改性处理,沿织物厚度方向构建了疏水疏油-亲水亲油的润湿性梯度,通过控制喷涂层的厚度,使改性后的织物对不同表面张力的水和油液都具有定向传输性能。对比不同浓度喷涂液制备的织物的定向水传输和定向油传输性能,结果表明,在我们选择的浓度范围内,喷涂溶液的浓度的增加会降低织物的定向水/油传输的效率。(2)采用静电纺丝技术,从Janus润湿性的设计出发,将疏水疏油层PVDF/FAS和亲水亲油层PAN(聚丙烯腈)纤维膜结合,制备了Janus双层纤维膜,通过控制静电纺丝的参数,使该Janus纤维膜对水和十六烷具有定向传输性能。并研究了Janus双层纤维膜中亲液层和疏液层的孔径结构对定向水/油传输效率的影响,结果表明,疏液层中较大的孔和亲液层中较小的孔的结合可以提高Janus纤维膜的定向水/油传输效率。(3)为了研究单侧和双侧对称定向液体传输性能对纤维膜的液体传输行为和芯吸行为的影响,制备了疏液-亲液双层纤维膜、疏液-亲液-疏液以及亲液-疏液-亲液三层纤维膜。结果表明,定向水传输和定向油传输性能可以促进液体从疏水疏油层向亲水亲油层的转移,并增强纤维薄膜的芯吸效应。另外,双侧对称的定向水传输和定向油传输性能会对疏液-亲液-疏液三层纤维膜的芯吸效应产生加和影响。
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