5-己烯基 三氯硅烷和7-辛基三氯硅烷中的一種或多種,在實施例中,所述含烯基的硅烷優(yōu)選為乙烯 基三氯硅烷。在構(gòu)建疏水涂層的過程中,基底表面的活性基團與含烯基的硅烷發(fā)生作用結(jié) 合在一起,由于含烯基的硅烷較低的表面能,使其涂覆后的表面具有較好的疏水效果。所述 反應(yīng)優(yōu)選為電熱恒溫振蕩水槽中進行。
[0049] 按照本發(fā)明,在基底表面涂覆含烯基的硅烷的有機溶液之前,本申請優(yōu)選將基底 進行前處理,所述前處理為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的處理方式,此處不再進行贅述。作為優(yōu)選 方案,所述基底為鈦片時,所述前處理具體為:
[0050] 將鈦片依次經(jīng)過丙酮與乙醇的超聲清洗后干燥,再在20V電壓下在陽極氧化的電 解液中氧化處理,最后采用乙醇與去離子水依次清洗后干燥;所述陽極氧化的電解液為氫 氟酸與水的混合溶液。
[0051 ]所述基底為純棉織物時,所述前處理具體為:
[0052]將純棉織物依次經(jīng)過丙酮、乙醇與去離子水超聲清洗。
[0053] 在上述構(gòu)建疏水涂層的過程中,所述基底為鈦片時,所述反應(yīng)的時間優(yōu)選為8~ 24h,所述反應(yīng)的溫度優(yōu)選為30°C~40°C ;所述基底為純棉織物時,所述反應(yīng)的時間優(yōu)選為3 ~4h,所述反應(yīng)的溫度優(yōu)選為30~40 °C。
[0054] 本申請在得到具有疏水涂層的基底,即構(gòu)建疏水涂層后則構(gòu)建親水涂層,進行浸 潤性的轉(zhuǎn)變。具體為:將具有疏水涂層的基底浸潤點擊反應(yīng)的溶液后,在紫外光照條件下反 應(yīng),使基底的疏水涂層發(fā)生浸潤性的轉(zhuǎn)變,即由疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性。在上述過程中,所述 點擊反應(yīng)的溶液為光引發(fā)劑與含親水基團的巰基衍生物的有機溶液。所述光引發(fā)劑優(yōu)選為 2,2_二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA),所述含親水基團的巰基衍生物優(yōu)選選自3-巰基丙酸、 2-巰基乙醇、2-巰基乙胺和2-巰基煙酸中的一種或多種,在實施例中,所述含親水基團的巰 基衍生物優(yōu)選為3-巰基丙酸。所述點擊反應(yīng)的溶液的配制過程具體為:
[0055] 將四氫呋喃、2,2_二甲氧基-2-苯基苯乙酮與含親水基團的巰基衍生物混合后超 聲。
[0056] 本申請在得到具有疏水性涂層的基底后,再進行浸潤性的轉(zhuǎn)變,使基底表面由疏 水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性,此過程發(fā)生的反應(yīng)以乙烯基三氯硅烷與3-巰基丙酸為例,具體是指乙 烯基三氯硅烷提供雙鍵,3-巰基丙酸提供親水基團,點擊反應(yīng)后在涂層表面接入親水基團, 使表面浸潤性發(fā)生轉(zhuǎn)變,上述反應(yīng)過程如下反應(yīng)式所示:
[0057]
[0058] 在上述反應(yīng)過程中,所述點擊反應(yīng)只能在紫外光照條件下進行,且所述紫外光的 光照強度優(yōu)選為0.8W/m2~lOOW/m 2,更優(yōu)選為8~90W/m2,最優(yōu)選為25~60W/m2,所述紫外光 的光照時間優(yōu)選為IOs~50min,更優(yōu)選為Imin~40min,最優(yōu)選為5min~30min。為了使點擊 反應(yīng)更加充分,所述點擊反應(yīng)的過程具體為:
[0059] 將具有疏水性的基底浸潤于點擊反應(yīng)溶液中,取出基底面向紫外光源,反應(yīng)后得 到具有親水涂層的基底。
[0060] 本發(fā)明在得到具有親水性表面的基底之后,若要再得到具有親水性的表面,則可 以將得到的基底再重復(fù)進行上述浸漬含烯基的硅烷有機溶液;若再需要使其具有親水性, 即可再進行上述點擊反應(yīng),即本申請可以根據(jù)實際需要,進行浸潤型的隨即轉(zhuǎn)變,只要依次 重復(fù)上述兩個步驟即可。
[0061] 本發(fā)明提供了一種表面浸潤性調(diào)控的方法,可概括為以下步驟:(1)構(gòu)造疏水涂 層;(2)基于點擊反應(yīng)的浸潤性改變。
[0062]具體的,包括以下步驟:
[0063]步驟一:構(gòu)造疏水涂層
[0064] 量取40ml的甲苯溶液,加入80μ1的去離子水,混合均勻后置于離心管中,在70°C下 超聲1小時后,加入200μ1~800μ1的乙烯基三氯硅烷溶液,靜置一段時間后放入鈦片或織物 基底,在電熱恒溫振蕩水槽中反應(yīng)8~24小時(鈦片基底)或4小時(織物基底)后,在基底表 面構(gòu)造了疏水涂層;
[0065] 步驟二:基于點擊反應(yīng)的浸潤性轉(zhuǎn)變
[0066] 量取20ml的THF溶液,再加入0.418g DMPA、136.83yl的3-巰基丙酸溶液,超聲 20min使其完全溶解,得到的溶液即為點擊反應(yīng)溶液,具有疏水涂層的基底在浸潤點擊反應(yīng) 溶液后,在光照強度為0.8~lOOW/m2的紫外光源光照反應(yīng)IOs~50min,即完成了表面浸潤 性的轉(zhuǎn)變。
[0067] 如圖1所示,圖1為本發(fā)明所使用的鈦片基底的SEM圖,經(jīng)過氫氟酸陽極氧化后的鈦 片基底表面具有納米管結(jié)構(gòu),并且具有很好的反應(yīng)活性,更利于涂層能夠均勻的涂覆。
[0068] 本申請?zhí)峁┝艘环N表面浸潤性調(diào)控的方法,其首先將基底浸漬于含烯基的硅烷的 有機溶液中,反應(yīng)后得到具有疏水涂層的基底,然后將得到的基底浸潤于點擊反應(yīng)溶液中, 在紫外光照條件下反應(yīng),得到具有親水涂層的基體。本申請剛性材料與柔性材料均可以作 為基底構(gòu)造疏水涂層,適用性廣;本發(fā)明使用的涂層方法相比較下成本低,毒性??;利用點 擊反應(yīng)使表面浸潤性轉(zhuǎn)變效率更高,反應(yīng)速度更快,操作更簡便,同時利用疏水涂層表面的 物質(zhì)可以在表面接入不同功能性官能團的物質(zhì)。
[0069] 為了進一步理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的基底表面浸潤性調(diào)控的 方法進行詳細說明,本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0070] 本發(fā)明中所講的字母簡稱,均為本領(lǐng)域固定簡稱,其中部分字母文解釋如下:THF: 四氫呋喃;DMPA: 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮;SEM圖:掃描電子顯微鏡圖;XPS譜圖:X射線 光電子能譜圖;EDS能譜圖:X射線能譜圖。
[0071] 實施例1
[0072]步驟1構(gòu)造疏水涂層
[0073] 量取40ml的甲苯溶液,加入80μ1的去離子水,混合均勻后置于離心管中,在70°C下 超聲1小時后,加入200μ1的乙烯基三氯硅烷溶液,靜置一段時間后放入鈦片基底,在電熱恒 溫振蕩水槽中反應(yīng)8h后就在基底表面構(gòu)造了疏水涂層。
[0074]步驟2基于點擊反應(yīng)的浸潤性轉(zhuǎn)變
[0075] 量取20ml的THF溶液,再加入0.4188010^、136.83以1的3-巰基丙酸溶液,超聲2〇1^11 使其完全溶解,得到的溶液即為點擊反應(yīng)溶液,具有疏水涂層的基底在浸潤點擊反應(yīng)溶液 后,在光照強度為89W/m2的紫外光源下光照反應(yīng)5min,即完成了表面浸潤性的轉(zhuǎn)變。
[0076] 本實施例所構(gòu)造的基于鈦片基底的疏水涂層表面形貌結(jié)構(gòu)如圖6所示,圖6為本實 施例所制備的基于鈦片基底的涂層表面的SEM照片。
[0077] 實施例2
[0078]步驟1構(gòu)造疏水涂層
[0079] 量取40ml的甲苯溶液,加入80μ1的去離子水,混合均勻后置于離心管中,在70°C下 超聲1小時后,加入200μ1的乙烯基三氯硅烷溶液,靜置一段時間后放入鈦片基底,在電熱恒 溫振蕩水槽中反應(yīng)12小時后就在基底表面構(gòu)造了疏水涂層。
[0080]步驟2基于點擊反應(yīng)的浸潤性轉(zhuǎn)變
[0081 ] 量取20ml的THF溶液,再加入0.418g DMPA、136.83yl的3-巰基丙酸溶液,超聲 20min使其完全溶解,得到的溶液即為點擊反應(yīng)溶液,具有疏水涂層的基底在浸潤點擊反應(yīng) 溶液后,在光照強度為89W/m 2的紫外光源下光照反應(yīng)30min,即完成了表面浸潤性的轉(zhuǎn)變。
[0082] 本實施例所構(gòu)造的基于鈦片基底的疏水涂層表面形貌結(jié)構(gòu)如圖7所示,圖7為本實 施例所制備的基于鈦片基底的涂層表面的SEM照片。
[0083] 實施例3
[0084]步驟1構(gòu)造疏水涂層
[0085] 量取40ml的甲苯溶液,加入80μ1的去離子水,混合均勻后置于離心管中,在70°C下 超聲1小時后,加入800μ1的乙烯基三氯硅烷溶液,靜置一段時間后放入鈦片基底,在電熱恒 溫振蕩水槽中反應(yīng)12小時后就在基底表面構(gòu)造了疏水涂層。
[0086] 步驟2基于點擊反應(yīng)的浸潤性轉(zhuǎn)變
[0087] 量取20ml的THF溶液,再加入0.418g