超疏液材料由于其特有的优异憎液性能,在众多领域中都有着广阔的应用前景。近些年,在自清洁,抗冻,防雾,抗黏着性等方面的应用已经引起了广大研究者的高度关注。研究者通常将液滴在固体表面静态接触角大于150°,滑动角小于10°的固体表面称为超疏液表面。许多研究组受到自然界中有抗液性能的动植物的启发,已经提出了多种制备超疏液材料的方法,但是目前所报道的超疏液材料制备方法大多存在原材料成本高,制备工艺设备复杂,制备条件苛刻等问题。因此,寻求原材料成本低廉,制备工艺和条件简单的超疏液材料制备方法就显得非常有必要。这也是当前超疏液材料研究的一个主要方向。本文以高岭土纳米颗粒为原材料,选择不同的修饰剂,采用溶剂挥发法分别制备出了超疏水,超疏油-超亲水,超双疏表面;以纤维织物为基底,采用溶胶-凝胶法制备出了超疏水-超亲油织物。并分别对四种功能性疏液材料进行了相关性能的测试和详细的结构表征,同时对其对应的疏液机理和模型进行了深入探究和讨论。(1)以高岭土微纳米颗粒为原料,硬脂酸为修饰剂,通过溶剂挥发法制备出了具有优异疏水性能的超疏水涂层。选择硬脂酸对其进行改性,硬脂酸分子末端的羧基基团与高岭土表面的羟基发生酯化反应,通过共价键结合在一起,在高岭土表面形成了硬脂酸分子薄膜层,从而使得高岭土微纳米颗粒拥有足够低的表面自由能。将改性后的高岭土颗粒通过溶剂挥发法紧密地涂于玻璃基底上便得到了具有微纳米结构且低表面能的涂层。水滴在该涂层表面的静态接触角可达158°±1°,滑动角仅为3°。(2)用全氟辛酸,甲基三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷依次对高岭土微纳米颗粒进行改性,采用溶剂挥发法制备出了同时兼具超疏油与超亲水性的功能性涂层。全氟辛酸的-CF3,-CF2-和羧基使其能够与高岭土表面的羟基发生酯化反应,并降低高岭土颗粒的表面能。十六烷在该涂层表面的静态接触角可达151°±1°,滑动角为6°。值得注意的是,该涂层在具有超疏油性能的同时却表现出优异的超亲水性。在水下,由于其优异的超亲水性使得在该涂层表面形成水分子层,从而阻隔了水下油滴与涂层表面的相互接触,进而在水下显示出优异的超疏油性能。十六烷在液态水环境中对该涂层表面的静态接触角为153°±1°。(3)以高岭土微纳米颗粒为原材料,1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷为修饰剂,同样采用溶剂挥发法在玻璃基底上涂覆改性后的高岭土微纳米颗粒制备出超双疏表面。在该处理过程中,1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷发生了水解和缩合反应。它的三个Si-Cl基团水解为Si-OH基团,随后氟烷基基团粘附在高岭土颗粒表面,通过相互反应与缩合形成特殊的三维网状结构。将这些功能化的高岭土颗粒累积在基底上,得到的材料表面对水滴和油滴均表现出超疏性。该超疏水涂层对于水滴和常见油滴的静态接触角均达到了 150°以上。(4)以纤维织物为原材料,首先将甲基三乙氧基硅烷功能化的二氧化硅纳米颗粒原位生成在纤维上,为其提供足够的粗糙度以获得超疏水耐久性,然后使用铝酸酯偶联剂对织物进行超疏水化,使得处理后的纤维同时具备了超疏水-超亲油性能。该研究所述制备超疏液表面的方法,制备过程简单且不需要特殊的技术或设备,成本低、周期短,并且制得的超疏液材料非常稳定。对高岭土与纤维织物的应用和超疏液材料的制备都有积极的意义。