数控超声清洗器在淀粉的制备及其疏水性能分析

近年来，具有特殊润湿性的材料引起研究者的 广泛关注。其中，以自然界中的超疏水荷叶表面最 为典型，这一自然现象激发了人们对超疏水仿生结 构的研究。超疏水织物以其独特的不沾水性使其 在农业、国防、航空航天、油水分离等领域得到广泛 应用，该特性也可赋予以织物为基底的表面自 清洁和防污性能。目前主要通过溶胶—凝胶 法、化学气相沉积法、模板法、等离子刻饰 法、相分离法、自组装法、静电纺丝法、 浸渍法等构筑超疏水表面，其中，浸渍法具有操 作简单、高效等优势，成为构筑超疏水表面最有效 的方法。

材料: 马铃薯淀粉( 西安锦源生物科技有限公 司) ，十二烷基苯磺酸( 分析纯，麦克林化学试剂有 限公司) ，司盘 － 20( 分析纯，酷尔生物化学试剂有 限公司) ，过硫酸铵( APS，分析纯，天津市天力化学试剂有限公司) ，KH － 570( 分析纯，上海爱纯生物 科技有限公司) ，乙酸乙烯酯( 分析纯，天津市大茂 化学试剂厂) ，氢氧化钠( 分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司) ，丙烯酸丁酯( 分析纯，麦克林化学试剂有限公司) ，MQ 硅树脂( 分析纯，济南硅科技新材料有限公司) 。 仪器: 鼓风干燥箱( DHG － 9070A 型，上海精宏实验设备有限公司 ，数控超声清洗器( KQ2200DE 型，昆山市超声仪器有限公司) ，傅里叶红外光谱 仪( Nicolet 5700，美国 Nicolet 公司) ，接触角测量仪 ( JW － 360A，承德市成惠有限公司) ，场发射扫描电镜( Quanta － 450 型，英国牛津公司) 。

将丙烯酸丁酯 18g、MQ 硅树脂 5g、纯水 46g、 0. 92g 司盘 － 20、过硫酸铵 0. 092g 和十二烷基苯磺0. 5g 加入三口烧瓶中，放在数显恒温水浴锅中 以 50℃ ～ 60℃反应 7. 5h，得到试验用乳液。

称取一定量的马铃薯淀粉置于 100mL 纯水中 配成分散液，以 8 ± 1℃ 低温超声 75min，然后加入 硅烷偶联剂 KH － 570 0. 03g，磁力搅拌 24h。随后 将上述淀粉分散液与 0. 92g 司盘 － 20，过硫酸铵 0. 092g，十二烷基苯磺酸 0. 5g 和一定量的乙酸乙 烯酯加入到三口烧瓶中，在 50℃ ～ 60℃ 反应 6h， 获得可聚合淀粉分散液。

将织物裁剪成 4 × 4 cm 的方块，浸入 2% 的 NaOH 溶液中，于 100℃ 煮 30min，然后再用蒸馏水 超声清洗 3 次后于 60℃烘干备用。

先将织物分别浸入淀粉分散液和乳液中超声 10min，然后取出放入烘箱烘干备用。其中乳液浸 涂 1 次，然后控制浸涂淀粉溶液的次数为 1 次，2 次，3 次和 4 次，比较浸涂淀粉分散液的次数对被 乳液和淀粉溶液处理过的织物的疏水性能的影响。

将乳液和淀粉溶液处理过的织物放在仪器上， 测定其红外光谱( FTIＲ) ，扫描范围为 200cm － 1 ～ 4000 cm － 1 。

用扫描电镜( SEM) 观察浸涂乳液和淀粉分散 液的棉织物表面的微观结构。

在样品表面滴体积为 5μL 的去离子水滴，用 接触角测量仪测定表面静态接触角( WCA) 大小。

淀粉分散液和乳液浸涂棉织物后的 FTIＲ 曲线。可以看出，在 1740 cm － 1 处为 C = O 的伸 缩振动谱带，1240 cm － 1 处为 C － O 的伸缩振动峰，1375 cm － 1 处为 － CH3的伸缩振动峰，这些均为聚乙 酸乙烯酯的特征吸收峰。749 cm － 1 处为 Si － C 伸 缩振动峰，说明硅烷偶联剂的存在。1100 cm － 1 处 为 Si － O － Si 伸缩振动峰，证明了 MQ 硅树脂的存 在。3250 cm － 1 处为 － OH 的伸缩振动峰，这是淀粉 的特征吸收峰。这些说明棉织物基体上含有可聚 合淀粉分散液和乳液。

通过淀粉分散液与疏水乳液共同处理织物表 面，可赋予织物疏水性。FT － IＲ 分析证实了所得 硅烷偶联剂 KH － 570 改性的淀粉分散液与疏水乳 液所浸涂的织物的组成及结构; SEM 分析说明成 功构筑了织物表面的微纳结构和低表面能。通过 对浸涂顺序、次数及不同织物基底对疏水效果的影 响实验，得出先浸涂淀粉分散液再浸乳液所得的织 物疏水效果更好，用淀粉分散液的浸涂次数为 3 次 时接触角可达到 134. 00°，以棉织物为基底形成的 织物表面显示了更好的疏水效果。