一種新的工藝可以為傳統的織物防水涂料提供一種無毒的替代品

《全球涂料網訊》

      H1N1 F7ma-Co-DVB涂層滌綸織物上不同液體的排斥性：醬油(黑滴)、咖啡(棕滴)、鹽酸(左上透明滴)、           NaOH(右下透明滴)和水(其余透明滴)。來源：Varanasi和Gleason研究小組。

從雨衣到軍用帳篷，防水織物對一切都是必不可少的，但傳統的防水涂料已被證明在環境中存在并在人體內積聚，因此很可能出于安全原因而逐步淘汰。如果研究人員能夠找到安全的替代品，這就留下了一個巨大的空白有待填補。

現在，麻省理工學院的一個研究小組提出了一個很有希望的解決方案：一種涂料不僅能增加天然織物(如棉花和絲綢)的防水性，而且比現有的涂料更有效。這項新發現發表在《先進功能材料》雜志上，由麻省理工學院教授克里帕·瓦拉納西(Kripa Varanasi)和前麻省理工學院博士后丹·索圖(Dan Soto)等兩位教授撰寫的一篇論文中對此進行了描述。

瓦拉納西解釋說，“這一挑戰是由環境監管機構推動的”，因為現有的防水化學品已經被淘汰。但事實證明，他的團隊的替代材料實際上優于傳統材料。

大多數說‘拒水’的織物實際上是防水的。如果你站在雨中，水最終會通過的。最終，我們的目標是驅除即讓水滴反彈，新的涂層更接近這個目標。

由于它們在環境和人體組織中的累積方式，環保局正在修訂有關長鏈聚合物的規定，這些聚合物幾十年來一直是工業標準。它們無處不在，而且不易降解。

目前用于制造織物防水劑的涂料一般由具有全氟側鏈的長聚合物組成。問題是，已經研究過的短鏈聚合物并沒有長鏈聚合物那樣的拒水(或疏水)效應�，F有涂料的另一個問題是它們是以液體為基礎的，所以織物必須浸在液體中，然后烘干。這往往會堵塞織物上的所有毛孔，這樣織物就不能像以前那樣呼吸了。這就需要第二步的制造，即空氣吹過織物，重新打開這些毛孔，增加制造成本，并取消一些水保護措施。

研究表明，含8種以下全氟化碳基團的聚合物不會像那些含有8種或更多全氟化碳的聚合物，最常用的聚合物，那樣持久存在和生物積累。瓦拉納西解釋說，麻省理工學院的這個團隊所做的是將兩件事結合起來：一種短鏈聚合物，它本身具有一些疏水特性，并通過一些額外的化學處理得到了增強；另一種不同的涂層工藝，稱為初始化學氣相沉積(ICVD)。

使用不涉及任何液體并且可以在低溫下進行的iCVD涂層工藝，產生了一種非常薄、均勻的涂層，該涂層遵循纖維的輪廓并且不會導致毛孔堵塞，從而消除了第二處理階段重新打開毛孔的需要。然后，可以添加額外的步驟，一種表面噴砂，作為一種可選的過程，以增加更多的拒水。最大的挑戰是找到性能、耐久性和iCVD兼容性能夠協同工作并提供最佳性能的最佳地點。

這種工藝適用于許多不同的織物，包括棉花、尼龍和亞麻布，甚至包括紙張等非織物材料，開辟了各種潛在的應用領域。該系統已在不同類型的織物以及這些織物的不同組織模式上進行了測試。許多織物可以從這項技術中獲益，這里潛力很大。

涂層織物已經在實驗室進行了大量的測試，包括工業使用的標準雨測試。這些材料不僅受到水的轟炸，而且還受到其他各種液體的轟擊，包括咖啡、番茄醬、氫氧化鈉和各種酸和堿，它們都被很好地排斥了。

涂層材料經過多次清洗，涂層沒有退化，也經過了嚴重的磨損試驗，經過10，000次重復后，涂層沒有損壞。最終，在嚴重的磨損下，纖維會被損壞，但涂層不會。