數控超聲清洗器在淀粉的制備及其疏水性能分析

近年來，具有特殊潤濕性的材料引起研究者的 廣泛關注。其中，以自然界中的超疏水荷葉表面最 為典型，這一自然現象激發了人們對超疏水仿生結 構的研究。超疏水織物以其獨特的不沾水性使其 在農業、國防、航空航天、油水分離等領域得到廣泛 應用，該特性也可賦予以織物為基底的表面自 清潔和防污性能。目前主要通過溶膠—凝膠 法、化學氣相沉積法、模板法、等離子刻飾 法、相分離法、自組裝法、靜電紡絲法、 浸漬法等構筑超疏水表面，其中，浸漬法具有操 作簡單、高效等優勢，成為構筑超疏水表面最有效 的方法。

材料: 馬鈴薯淀粉( 西安錦源生物科技有限公 司) ，十二烷基苯磺酸( 分析純，麥克林化學試劑有 限公司) ，司盤 － 20( 分析純，酷爾生物化學試劑有 限公司) ，過硫酸銨( APS，分析純，天津市天力化學試劑有限公司) ，KH － 570( 分析純，上海愛純生物 科技有限公司) ，乙酸乙烯酯( 分析純，天津市大茂 化學試劑廠) ，氫氧化鈉( 分析純，天津市恒興化學試劑制造有限公司) ，丙烯酸丁酯( 分析純，麥克林化學試劑有限公司) ，MQ 硅樹脂( 分析純，濟南硅科技新材料有限公司) 。 儀器: 鼓風干燥箱( DHG － 9070A 型，上海精宏實驗設備有限公司 ，數控超聲清洗器( KQ2200DE 型，昆山市超聲儀器有限公司) ，傅里葉紅外光譜 儀( Nicolet 5700，美國 Nicolet 公司) ，接觸角測量儀 ( JW － 360A，承德市成惠有限公司) ，場發射掃描電鏡( Quanta － 450 型，英國牛津公司) 。

將丙烯酸丁酯 18g、MQ 硅樹脂 5g、純水 46g、 0. 92g 司盤 － 20、過硫酸銨 0. 092g 和十二烷基苯磺0. 5g 加入三口燒瓶中，放在數顯恒溫水浴鍋中 以 50℃ ～ 60℃反應 7. 5h，得到試驗用乳液。

稱取一定量的馬鈴薯淀粉置于 100mL 純水中 配成分散液，以 8 ± 1℃ 低溫超聲 75min，然后加入 硅烷偶聯劑 KH － 570 0. 03g，磁力攪拌 24h。隨后 將上述淀粉分散液與 0. 92g 司盤 － 20，過硫酸銨 0. 092g，十二烷基苯磺酸 0. 5g 和一定量的乙酸乙 烯酯加入到三口燒瓶中，在 50℃ ～ 60℃ 反應 6h， 獲得可聚合淀粉分散液。

將織物裁剪成 4 × 4 cm 的方塊，浸入 2% 的 NaOH 溶液中，于 100℃ 煮 30min，然后再用蒸餾水 超聲清洗 3 次后于 60℃烘干備用。

先將織物分別浸入淀粉分散液和乳液中超聲 10min，然后取出放入烘箱烘干備用。其中乳液浸 涂 1 次，然后控制浸涂淀粉溶液的次數為 1 次，2 次，3 次和 4 次，比較浸涂淀粉分散液的次數對被 乳液和淀粉溶液處理過的織物的疏水性能的影響。

將乳液和淀粉溶液處理過的織物放在儀器上， 測定其紅外光譜( FTIＲ) ，掃描范圍為 200cm － 1 ～ 4000 cm － 1 。

用掃描電鏡( SEM) 觀察浸涂乳液和淀粉分散 液的棉織物表面的微觀結構。

在樣品表面滴體積為 5μL 的去離子水滴，用 接觸角測量儀測定表面靜態接觸角( WCA) 大小。

淀粉分散液和乳液浸涂棉織物后的 FTIＲ 曲線?？梢钥闯觯?1740 cm － 1 處為 C = O 的伸 縮振動譜帶，1240 cm － 1 處為 C － O 的伸縮振動峰，1375 cm － 1 處為 － CH3的伸縮振動峰，這些均為聚乙 酸乙烯酯的特征吸收峰。749 cm － 1 處為 Si － C 伸 縮振動峰，說明硅烷偶聯劑的存在。1100 cm － 1 處 為 Si － O － Si 伸縮振動峰，證明了 MQ 硅樹脂的存 在。3250 cm － 1 處為 － OH 的伸縮振動峰，這是淀粉 的特征吸收峰。這些說明棉織物基體上含有可聚 合淀粉分散液和乳液。

通過淀粉分散液與疏水乳液共同處理織物表 面，可賦予織物疏水性。FT － IＲ 分析證實了所得 硅烷偶聯劑 KH － 570 改性的淀粉分散液與疏水乳 液所浸涂的織物的組成及結構; SEM 分析說明成 功構筑了織物表面的微納結構和低表面能。通過 對浸涂順序、次數及不同織物基底對疏水效果的影 響實驗，得出先浸涂淀粉分散液再浸乳液所得的織 物疏水效果更好，用淀粉分散液的浸涂次數為 3 次 時接觸角可達到 134. 00°，以棉織物為基底形成的 織物表面顯示了更好的疏水效果。