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『納米 防水』新型無毒納米涂層使天然織物防水
2018-07-03| 文章來源:智識咨詢| 【

  麻省理工學院開發的新工藝可以提供對環境有害的防水涂層 。不僅可以為天然織物(如棉花和絲綢)提供防水性,而且還比現有涂層更有效。 

  麻省理工學院開發的工藝可以提供對環境有害的化學品的無毒替代品。

  防水織物對于從雨衣到軍用帳篷的所有物品都是必不可少的,但是傳統的防水涂層已被證明在環境中持續存在并積聚在我們的身體中,因此很可能出于安全原因而逐步淘汰。如果研究人員能找到安全的替代品,那就需要填補一個巨大的空白。

  麻省理工學院的一個團隊近日提出了一個很有前途的解決方案:涂層不僅可以為天然織物(如棉花和絲綢)提供防水性,而且還比現有涂料更有效。新的研究結果在《高級功能材料》雜志上發表,由麻省理工學院的教授克里斯帕·瓦拉納西和卡倫·格里森(KarenGleason)、前麻省理工學院博士后丹·索托(DanSoto)和其他兩位教授撰寫的論文中進行了描述。

  由于現有防水化學品的逐步淘汰,環境監管機構推動了這一挑戰.由于它們在環境和身體組織中累積的方式,EPA正在修訂幾十年來一直是行業標準的長鏈聚合物的法規。

  目前用于制造防水織物的涂料通常由具有全氟化側鏈的長聚合物組成。問題是,已研究的短鏈聚合物不具有與長鏈版本一樣多的防水(或疏水)效果。現有涂層的另一個問題是它們是基于液體的,所以織物必須浸入液體中然后干燥。瓦拉納西說,這往往會堵塞織物中的所有毛孔,因此織物不再能呼吸。這需要第二個制造步驟,在該第二制造步驟中,空氣被吹過織物以重新打開這些孔,增加了制造成本并且減弱防水保護。

  研究表明,具有少于8個全氟化碳基團的聚合物不會持續存在,其生物積累幾乎與8個或更多的聚合物這種最常用的聚合物相同。瓦拉納西解釋說,此麻省理工學院的團隊所做的是將兩件事情結合起來:一種短鏈聚合物,它本身賦予一些疏水性質,并通過一些額外的化學處理而得到增強; 以及由合作作者Karen Gleason團隊近年來開發的稱為引發化學氣相沉積(iCVD)的不同涂層工藝。

  使用不涉及任何液體且可在低溫下完成的iCVD涂層工藝,可生成非常薄且均勻的涂層,該涂層遵循纖維的輪廓并且不會導致孔隙堵塞,從而不需要第二個處理階段重新打開毛孔。然后,可以添加額外的步驟,一種表面噴砂處理,作為可選的工藝,以進一步提高防水性。

  對涂層表面的測試表明,它在標準的驅雨試驗中獲得了完美的分數。該涂料適用于各種不同的織物、紙張和納米級硅。瓦拉納西說,該工藝適用于許多不同種類的織物,包括棉、尼龍和亞麻,甚至在紙張等非織物材料上開放各種潛在應用。該系統已經過通不同類型的織物以及這些織物的不同編織圖案的測試。

  涂層織物在實驗室中經受了大量的測試,包括工業用的標準降雨試驗。這些材料不僅被水轟擊過,而且還被其他各種液體包括咖啡、番茄醬、氫氧化鈉和各種酸和堿轟炸過,而且已經全部排斥。涂層材料經受反復洗滌,沒有涂層的劣化,并且經過了嚴重的磨損試驗,在10000次重復之后沒有損壞涂層。

  該團隊計劃繼續致力于優化化學配方以獲得最佳防水性,并希望將正在申請專利的技術授權給現有的織物和服裝公司。

  參考來源:麻省理工學院

 
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