超疏水表面由于具有良好的自清潔性能，近年來已經(jīng)吸引了人們的廣泛關(guān)注。紙張表面的潤濕性可以通過接觸角來進(jìn)行表征，超疏水紙張是指紙張表面與水滴接觸時所形成的接觸角大于150°，滾動角小于10°的疏水紙。
通過研究得知，經(jīng)過疏水改性后紙張表面具有一種類似于玫瑰花瓣的結(jié)構(gòu)，水滴在其表面雖然具有氣—液—固三相接觸界面，但液—固接觸面積較大，使得水滴與紙張表面之間有很強(qiáng)的粘附力。因此，超疏水紙張的制備不僅需要對紙張表面進(jìn)行疏水改性，同時也需要在紙張表面構(gòu)建微納米的分級結(jié)構(gòu)。
超疏水的基本原理
液滴在光滑表面上的潤濕性取決于固體基材的表面能，由接觸角θ進(jìn)行表征，接觸角θ是固—液相界面與沿著固、液、氣三相接觸點作氣—液界面切線所形成的夾角，圖1為其示意圖。
超疏水紙張的制備
要想獲得理想的超疏水紙張，可通過用低表面能的物質(zhì)修飾粗糙表面或者先對紙張表面進(jìn)行疏水化處理，然后構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)等兩種途徑來實現(xiàn)。
（1）浸漬法
浸漬法是在紙張表面浸涂一層疏水性的無機(jī)微納米顆粒，例如：TiO2、SiO2以及ZnO等，主要包括兩個過程：一、在疏水性顆粒的懸浮液中浸漬；二、浸漬樣品的固化。
（2）化學(xué)刻蝕法
化學(xué)刻蝕法通常和浸漬法聯(lián)合使用，首先對紙張表面的化學(xué)刻蝕來獲得具有微納米尺寸的粗糙結(jié)構(gòu)，然后再浸漬具有低表面能的試劑來增加紙張表面的疏水性。
（3）電泳沉積法
電泳沉積法構(gòu)建超疏水紙張是通過在紙張表面構(gòu)建一層均勻的疏水性微納米顆粒的薄膜。
（4）靜電紡絲法
靜電紡絲法是一種很有發(fā)展前景的技術(shù)，可以用來制備微納米纖維，用于生產(chǎn)無紡布等。單獨(dú)采用靜電紡絲法可以制備超疏水的聚合物薄膜，也可以與其他方法結(jié)合使用，比如化學(xué)氣相沉積法等。
（5）化學(xué)氣相沉積法
化學(xué)氣相沉積法簡而言之就是將兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，再沉積到材料的表面。
（6）等離子體刻蝕法
等離子體刻蝕法是通過使用高能量的氧氣等離子體轟擊聚偏二氟乙烯膜使其表面暴露出更多的活性基團(tuán)，然后再將處理后的聚偏二氟乙烯膜放在甲基三氯硅烷氣體的氛圍中進(jìn)行接枝，即可得到具有荷葉效果的超疏水聚偏二氟乙烯膜，將該薄膜涂覆到紙張的表面就可以得到超疏水紙張。
（7）噴涂法
噴涂法制備超疏水紙張是操作最簡便的方法之一，通常是將經(jīng)過化學(xué)氣相沉積法所得到的疏水性納米SiO2、TiO2或者ZnO等顆粒與有機(jī)試劑相互混合得到的懸浮液噴涂在紙張的表面，該法所制備的超疏水紙張具有很高的透明度，但所得到的超疏水涂層與紙張表面的粘附性較差。
超疏水紙張的應(yīng)用
在油水分離、防潮包裝以及自清潔等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
（1）油水分離
多孔性的疏水紙張對油類以及有機(jī)試劑具有良好的吸附性，而對水卻具有強(qiáng)烈的排斥性，基于疏水紙張的這種特性，因此可以利用其對油水混合物實現(xiàn)簡單的分離。
（2）防潮包裝
超疏水紙張由于其表面能比較低而具有良好的抗水性，通�？捎糜诜莱卑b領(lǐng)域。
（3）自清潔
水滴與超疏水表面的接觸角大于150°，并且滾動角小于10°，這就意味著水滴能夠在紙張表面實現(xiàn)自由滾動，從而以水滴為介質(zhì)可以實現(xiàn)材料表面的自清潔特性。
責(zé)任編輯：葛
中紙網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明
該文章系轉(zhuǎn)載，登載該文章目的為更廣泛的傳遞市場信息，文章內(nèi)容僅供參考。本站文章版權(quán)歸原作者及原出處所有，內(nèi)容為作者個人觀點， 并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，本站只提供參考并不構(gòu)成任何投資及應(yīng)用建議。本站網(wǎng)站上部分文章為轉(zhuǎn)載，并不用于任何商業(yè)目的，我們已經(jīng)盡可能的對作者和來源進(jìn)行了通告，如有漏登相關(guān)信息或不妥之處，請及時聯(lián)系我們，我們將根據(jù)著作權(quán)人的要求，立即更正或者刪除有關(guān)內(nèi)容。本站擁有對此聲明的最終解釋權(quán)。
蘇公網(wǎng)安備 32010202010716號