【文章內容簡介】 能性有機硅整理劑[22]之一，用于織物整理能賦予織物理想的蓬松、增厚手感，但柔軟度不是很好。此外，目前國內的長鏈烷基硅油產品產物顏色較深(淡黃色或棕色)，黏度范圍較窄，難以滿足某些織物整理較高條件的要求。 超分子組裝 超分子化學可定義為 “超出分子的化學”，是以多種分子間弱相互作用為基礎，以分子聚集體為研究對象的科學。超分子組裝[23]是指在平衡條件下相同或不同分子間通過非共價鍵弱相互作用自發(fā)構成具有特種性能的長程有序的超分子聚集體的過程。在這個整體中各組分還保持某些固有的物理和化學性質，同時又因彼此間的相互影響或擾動而表現(xiàn)出某些整體功能[24]。超分子組裝體構筑的驅動力[25]為非共價鍵作用力。與共價鍵作用力相比，非共價鍵作用力屬于弱相互作用力,包括范德華力、氫鍵、ππ堆積作用、 供體 受體相互作用、 靜電作用、 金屬配體配位作用和疏溶劑作用等。靜電相互作用是構筑自組裝膜的主要驅動力。1991年，稱為靜電組裝技術?；陟o電組裝技術的超分子組裝體的形成主要是由于兩種不同的分子所攜帶的電荷性質不同，通過靜電作用力使分子重排形成超分子聚集體。靜電組裝技術被認為是一種構筑結構和功能可控的有機 、無機和有機無機復合薄膜的有效方法之一[26]。基于靜電組裝技術，實現(xiàn)了包容卟琳[27]，酞菁[28]等有機分子 ，特殊的齊聚物、有機和無機微粒、生物大分子如蛋白質、酶、病毒以及樹狀分子等在內的物質的多功能較穩(wěn)定復合薄膜的構筑。研究表明，超分子組裝體形成的驅動力往往不是單一的，多數(shù)情況下是以某一種作用力為主 ，幾種作用力協(xié)同作用的結果。 課題的國內外研究現(xiàn)狀近年來，隨著科學技術研究工作的不斷開展，超分子自組裝及膜形貌的研究也為聚氧硅烷的開發(fā)應用拓展了廣闊空間。隨自組裝膜科學的深入發(fā)展，越來越多的科學家以聚硅氧烷、功能基硅烷為材料構筑了端功能基聚硅氧烷SAMs、超疏水膜、含液晶基團的功能膜等，并對其有序結構、構像、膜性質、形貌以及由此涉及的有機硅材料性能、構效進行了大量研究。以功能性聚有機硅氧烷（有機硅）作為結構基元，利用自組裝技術構筑具有不同結構、形態(tài)和用途的超分子體系，如超疏水仿生納米界面、分子器件，分子反應器、納米管、納米簇催化劑、介孔材料及醫(yī)學診斷與傳輸材料，已成為當今高分子材料與物理、材料學、仿生學等領域非常活躍的前沿研究課題。安秋鳳等[29]將聚醚有機硅用馬來酸酐羧基化，合成了端基型羧基化聚醚有機硅CPES，以CPES作為構筑單元，將其與氨基硅ASO1在乙酸乙酯稀溶劑介質中復配、自組裝，獲得了一種結構獨特的聚硅氧烷超分子CPES/ASO1，并對其膜形貌進行研究，研究發(fā)現(xiàn)：其膜形貌完全不同于結構單元CPES和ASO1。在其表面不僅有眾多細小亮斑存在，而且還分布有一定數(shù)目形體較大，大亮斑套小亮斑的分子聚集體。安艷清，陳森等[30]先將氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）組裝在硅片上，再將表面氨基化的硅片置入表面通過羧基修飾的SiO2納米顆粒（SiO2—COOH）的N，N—二甲基甲酰胺（DMF）溶液，通過氨基與羧基之間的靜電作用，使納米顆粒吸附在基底上，得到羧基修飾SiO2納米顆粒陣列。吉林大學的趙奎，李軍等[31]以四乙氧基硅烷（TEOS）為原料，在乙醇相中制備了SiO2納米粒子，用3—氨丙基三乙氧基硅烷對SiO2納米粒子進行了氨基化。又以巰基乙酸為配體，在水相中合成了CdTe納米晶。然后通過靜電相互作用，CdTe納米晶被吸附到氨基化的二氧化硅環(huán)的表面，制備CdTe/SiO2納米復合物。目前，超分子組裝僅限于小分子間的組裝，而有機硅的組裝則局限于小分子硅烷單分子組裝膜的研究，聚硅氧烷大分子間的超分子組裝鮮有報道。此外，對生態(tài)纖維表面官能基聚硅氧烷膜的形貌及其精細結構、鏈排列方式等，由于缺乏有效固定/抑制纖維形變的方法，其研究僅限于掃描電鏡的初步觀測或依據(jù)宏觀實驗結果所做的初步理論假設，真正在分子水平上對其形貌、微觀力學性能的研究尚未突破。伴隨著社會的發(fā)展、人類的進步，多功能性紡織品的市場需求越來越大，防水、拒水等功能性織物越來越受到消費者青睞，尤其是高檔服裝、運動裝、風衣、雨衣以及醫(yī)護人員等專用防護服裝。近年來，超疏水織物的研究與開發(fā)已成為材料學研究領域的熱點之一。超疏水是指固體表面對水的靜態(tài)接觸角達150176?；蚋遊32]。能否達到超疏水由固體表面的化學組成和微觀幾何結構(粗糙度)共同決定[33]。自然界中有許多超疏水現(xiàn)象的實例，如荷葉表面[34]、水稻葉表面[35]水滴的滾動、水黽在水上自由行走[36]等等。通常，超疏水界面可以通過兩種方法制備：一種方法是利用疏水材料來構建表面粗糙結構，另一種方法是在粗糙表面上修飾低表面能的物質。目前，已有報道的超疏水表面的構筑方法主要有溶膠凝膠發(fā)，離子刻蝕等使基質表面粗糙化，再用長鏈烷基﹑全氟硅烷和含氟樹脂等低表面能物質修飾。修飾的表面多為剛性基質，而棉纖維基質因具有空隙率大，易彎曲的特點使得在其上構筑超疏水表面更加困難。報道的低表面能物質多為全氟硅烷[37]或全氟丙烯酸酯等硅烷小分子，成膜耗時長﹑不易形成致密的疏水膜；用含氟樹脂整理織物后不僅使織物發(fā)硬，手感差[38]而且含氟化合物不僅價格昂貴﹑而且與皮膚接觸后對人體健康存在安全隱患﹑不易降解等環(huán)境不確定因素[39]。聚硅氧烷，具有表面能低、環(huán)境友好、易附著在纖維表面成膜、可以修飾、美化纖維外觀并改善其功能的優(yōu)點。包裹在纖維表面既能有效降低纖維表面的摩擦系數(shù)，又能使纖維在微小外力的作用下發(fā)生相對滑動，從而表現(xiàn)出柔軟特性。所以有機硅整理后的織物，柔軟、滑爽、彈挺、抗皺，透氣性良好，而且化纖織物有仿棉、仿麻或仿絲綢效應。有機硅還具有無毒無味、生物相容性好、無皮膚致敏性、生理惰性強、獨特的溶液滲透性、各種物理化學性能穩(wěn)定、對環(huán)境無害等諸多優(yōu)點，因而是生態(tài)環(huán)保型紡織品后整理的理想原料。仿生超疏水性表面的研究是近年來化學模擬生物系統(tǒng)中的一個新領域?；诤扇~效應，在大分子中引入適當?shù)募{米粒子以增加織物的微觀粗糙度以期進一步增加織物的疏水性。該疏水材料應用工藝簡單，只需一步法(一浸一軋)整理工藝即可制備出超疏水織物，簡化了織物的整理工藝。聚硅氧烷，界面性能優(yōu)異，易成膜，附著在纖維基質表面，有修飾、修復、美化纖維觀感與觸感、改善其功能的作用，但近年來，單一功能的聚硅氧烷已很難滿足紡織工業(yè)多元化風格整理的需求，多組分復配則成為解決這一問題的有效途徑，而羧基聚硅氧烷常作為一個基元用于反電荷自組裝[40]法構筑的超疏水表面的研究當中，其具有成本低、簡便快捷、無污染、對基底無特殊要求等特點，因此近年來在仿生超疏水表面的研究領域內備受關注。故本文擬利用DMM、D3F和氨基硅烷等的本體聚合反應制備含氨基聚硅氧烷，然后在催化劑作用下，使側鏈氨基再與馬來酸酐作用，將羧基引入聚硅氧烷側鏈制得新型羧基改性聚硅氧烷。2 實驗部分 實驗原料及設備表21 試劑一覽表試劑名稱生產廠家級別八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）江西藍星化工股份有限公司工業(yè)品γ氨丙基甲基二乙氧基硅烷（KH551）杭州大地化工有限公司工業(yè)品1，3，5三（甲基三氟丙基）環(huán)三硅氧烷（D3F）江西藍星化工股份有限公司工業(yè)品甲基二甲氧基十二烷基硅烷（HD109）杭州大地化工有限公司工業(yè)品六甲基二硅氧烷（MM）杭州大地化工有限公司工業(yè)品暫時性有機胺催化劑（OH）西安化學試劑廠分析純順丁烯二酸酐（MAn）西安化學試劑廠分析純乙酸乙酯天津市福晨化學試劑廠分析純（T99）上海伊曼紡織化工有限公司分析純丙酮天津市福晨化學試劑廠分析純氨水西安雁塔化學試劑廠分析純乙酸（醋酸）西安三浦精細化工廠分析純 實驗設備表22 實驗設備一覽表設備名稱型號生產廠家