一种稳定的全氟己基功能化活性poss基超双疏涂层改性棉织物的制备方法
阅读说明：本技术 一种稳定的全氟己基功能化活性poss基超双疏涂层改性棉织物的制备方法 (Preparation method of stable perfluorohexyl functionalized active POSS (polyhedral oligomeric silsesquioxane) -based super-amphiphobic coating modified cotton fabric ) 是由 刘鸿志 李万里 于 2021-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法,包括步骤：将八巯丙基笼型倍半硅氧烷、全氟己基乙烯和乙烯基硅烷加入溶剂中,之后加入光引发剂,混合均匀后,进行光催化反应,得到全氟己基POSS溶液；将棉织物浸泡在得到的全氟己基POSS溶液中,之后将浸泡后的棉织物在碱性环境下进行水解,经干燥,得到稳定的全氟己基功能化活性POSS纳米粒子基超双疏涂层改性棉织物。本发明的制备方法步骤简单,条件温和,得到的改性棉织物具有良好的抗拒液体的能力,在自清洁和防污方面有着潜在的应用价值。(The invention provides a preparation method of a stable perfluorohexyl functionalized active POSS-based super-amphiphobic coating modified cotton fabric, which comprises the following steps: adding octamercaptopropyl polyhedral oligomeric silsesquioxane, perfluorohexylethylene and vinyl silane into a solvent, then adding a photoinitiator, uniformly mixing, and carrying out a photocatalytic reaction to obtain a perfluorohexylPOSS solution; soaking a cotton fabric in the obtained perfluorohexyl POSS solution, then hydrolyzing the soaked cotton fabric in an alkaline environment, and drying to obtain the stable perfluorohexyl functionalized active POSS nanoparticle-based super-amphiphobic coating modified cotton fabric. The preparation method disclosed by the invention is simple in steps and mild in conditions, and the obtained modified cotton fabric has good liquid resistance and has potential application values in self-cleaning and anti-fouling aspects.)
技术领域
本发明涉及一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，属于有机硅织物表面改性技术领域。
背景技术
多面体低聚笼型倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Sesquisiloxane,简称POSS)具有良好的化学稳定性和热稳定性，以及低的比表面能，是一类多官能团的化合物，在水处理、催化、化学传感器等方面有潜在的应用前景。POSS分子的空间结构非常规整，是一类具有三维构型的多功能性纳米杂化分子，分子简式为[RSiO1.5]n(R为有机官能团，n＝6、8、10、12，n＝8最为常见)。POSS分子内部为硅氧硅键构成的无机内核，具有一定的刚性和规整性，和良好的热稳定性、抗辐射、气体渗透性等特点；POSS中空的结构赋予POSS质轻的特点；此外，硅氧结构赋予POSS低的比表面能，POSS分子之间可以进行结构化自组装，形成微纳结构，使得POSS材料具有一定抗拒液体的能力；POSS的最外围是有机基团，取代基的变化赋予POSS更多功能。POSS结构完美地结合了有机结构单元和无机结构单元的优点，其中无机组分赋予POSS良好的热稳定性、化学稳定性和低表面能；有机组分较容易进行功能化修饰，可以实现POSS种类的多样性。
为了提高表面的抗拒液体的性能，通常使用表面能较低的物质修饰表面。含氟的化合物是一类低表面能的材料，通常将含氟化合物与一些底物进行掺杂，而赋予物质疏水性甚至疏油性。但是含氟化合物通常与底物难以相容、难以降解的缺点在一定程度上限制了其应用。将含氟化合物与倍半硅氧烷相结合制备含氟POSS，从分子级别上解决相分离问题，并在一定程度上结合二者的优势，使得化合物既具有较低的比表面能，又提高了化合物的耐温性。
棉织物是一种可持续发展的材料，对棉织物表面进行改性，赋予棉织物防水、抗污、阻燃、抗菌等性能具有研究价值和实际意义。因此，利用POSS对棉织物进行改性是一项具有研究意义的工作。例如：中国专利文件CN106637959A提供了一种基于紫外光固化反应的棉织物无氟拒水整理方法，包括：将棉织物置于3-巯丙基三乙氧基硅烷乙酸乙酯溶液中进行巯基改性，得到前处理棉织物；将巯基改性棉织物浸渍于乙烯基笼型倍半硅氧烷的溶液中，在紫外光固化条件下得到表面具有接近超疏水效果的拒水棉织物。但是，该方法的制备步骤涉及两步异相反应，比较繁琐，对织物疏水性改性的结果依然不够理想。中国专利文件CN110172831A提供一种织物的亲水后整理方法，该方法将织物清洗后置入含笼型聚倍半硅氧烷和石墨烯的亲水性织物整理剂中进行后整理；所述含笼型聚倍半硅氧烷和石墨烯的织物整理剂由氧化石墨烯和含乙烯基硅烷偶联剂反应后再与八(3-巯丙基)笼型聚倍半硅氧烷进行巯基-烯点击化学反应，反应产物再与含乙烯基硅烷偶联剂进行巯基-烯点击化学反应，最后与烯丙基聚醚进行巯基-烯点击化学反应后还原氧化石墨烯制得。采用本发明的织物亲水后整理方法整理得到的织物具有较好的亲水性、导电性、抗紫外性和耐洗性的特点，扩宽了织物的使用范围。但是，该方法引入了低表面能的倍半硅氧烷，充当了交联剂的作用，但是对织物的亲水性有一定影响，反而影响了织物性能。中国专利文件CN109914108A提供一种涤纶织物拒水整理方法，包括：(1)对涤纶织物进行清洗，浓碱溶液处理，然后用聚乙烯薄膜包裹，焙烘，酸溶液中和，水洗至中性，得到前处理涤纶织物；(2)将前处理涤纶织物置于3-巯丙基三乙氧基硅烷的乙酸乙酯溶液中，进行巯基改性，得到巯基改性涤纶织物；(3)将巯基改性涤纶织物浸渍于POSS溶液或POSS与长链烷基硫醇的混合溶液中，紫外光固化即得。但是，该方法的织物前处理过程较为繁琐，使用高浓度强碱，不利于环保，织物稳定性检测手段较为单一。
近年来，利用POSS对棉织物进行改性逐渐受到人们关注，但是POSS种类较为单一，得不到充分利用，对含氟POSS的研究更是稀少，而且目前用POSS对棉织物进行改性，POSS和织物之间缺少牢固的化学键支撑，存在稳定性较差的不足。因此，利用含氟POSS对棉织物进行改性，提高其棉织物的稳定性具有重要的意义。为此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法。本发明使用全氟己基功能化的活性POSS对棉织物进行表面改性，在全氟己基功能化POSS上连接活性的三甲氧基硅基或三乙氧基硅基，能够与织物表面的羟基形成稳定的化学键，增强改性棉织物的稳定性，所得改性棉织物具备超疏水和超疏油的超双疏性质，抵抗液体的性能优异；所得改性棉织物在抗污、自清洁方面具有巨大的应用潜力。
本发明的技术方案如下：
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)将八巯丙基笼型倍半硅氧烷、全氟己基乙烯和乙烯基硅烷加入溶剂中，之后加入光引发剂，混合均匀后，进行光催化反应，得到全氟己基POSS溶液；
(2)将棉织物浸泡在步骤(1)得到的全氟己基POSS溶液中，之后将浸泡后的棉织物在碱性环境下进行水解，经干燥，得到稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述八巯丙基笼型倍半硅氧烷(八巯丙基POSS)按照文献Adv.Funct.Mater.2011,21,2960-2967所示方法，利用巯丙基三甲氧基硅烷水解缩合，制备得到白色半透明晶体，即为八巯丙基POSS。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述乙烯基硅烷为三甲氧基乙烯基硅烷或三乙氧基乙烯基硅烷。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述八巯丙基笼型倍半硅氧烷的摩尔数与全氟己基乙烯和乙烯基硅烷的总摩尔数之比为1:8；所述全氟己基乙烯和乙烯基硅烷的摩尔比为1-7:7-1，进一步优选为1:7、2:6、3:5、4:4、5:3、6:2或7:1，更优选为7:1。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、氯仿、邻二氯苯、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜，进一步优选为四氢呋喃。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟环己基苯酮、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮或邻苯甲酰苯甲酸甲酯；所述光引发剂的加入量为八巯丙基笼型倍半硅氧烷质量的0.1-5wt％。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述光催化反应时间为10-120分钟，进一步优选为40-60分钟；所述光催化反应的光照的光源为100W紫外灯，波长为10-400nm。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述全氟己基POSS溶液中全氟己基POSS的浓度为10-110mg/mL，进一步优选为50-90mg/mL；全氟己基POSS的质量为八巯丙基笼型倍半硅氧烷、全氟己基乙烯和乙烯基硅烷的质量之和。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述浸泡时间为1-24小时，进一步优选为4-10小时；所述棉织物与全氟己基POSS溶液的体积比没有具体限定，保证溶液可以完全浸没棉织物即可。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述碱性环境为在氨气氛围下，所述水解时间为10-120min；优选的，所述水解步骤具体为：在密闭条件下，将浸泡后的棉织物置于氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下进行水解，所述氨水的温度为20-90℃，更优选为40-45℃，所述氨水的浓度为25-28wt％。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述干燥温度为30-100℃，进一步优选为50-60℃；所述干燥时间为0.5-5h，进一步优选为1h。
本发明中所用八巯丙基笼型倍半硅氧烷的结构式如下式所示：
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明采用巯-烯点击反应，通过调节全氟己基乙烯和乙烯基硅烷的比例，合成了取代基比例不同的全氟己基功能化POSS，丰富了用于棉织物改性的含氟结构材料，之后使用上述全氟己基功能化POSS对棉织物进行改性，功能化POSS基涂层在棉织物表面以共价键的形式连接，所得到的改性棉织物具有良好的化学稳定性和机械稳定性，并且耐磨、耐剥离、耐高温、耐紫外辐射、以及耐酸碱盐的腐蚀性能优异。
2、本发明的棉织物表面的全氟己基功能化POSS超双疏涂层可有效提高改性棉织物的机械稳定性，在POSS上预留出反应位点连接乙烯基三甲氧基或乙烯基三乙氧基硅基，甲氧基或乙氧基水解后可以与棉织物表面的羟基脱水缩合，形成牢固的化学键，使POSS牢固的结合在棉织物表面，提高改性棉织物的机械稳定性，改性后的棉织物耐磨、耐剥离、耐辐射等；在POSS上引入全氟己基，使得POSS改性的棉织物既降低了表面能又具有化学稳定性，改性棉织物可以耐酸、耐碱以及盐溶液的腐蚀等。接触角测试表明，棉织物的水接触角能够达到165°以上，滚动角低于10°，对于部分油性液体接触角在150°以上，滚动角也低于10°，具备超疏水和超疏油的性质，抵抗液体的性能优异。
3、本发明的所需的原料廉价易得，无需使用昂贵催化剂，合成过程中不需要加热的过程，室温下即可反应，反应条件温和；本发明所得到的改性棉织物在抗污、自清洁方面具有巨大的应用潜力。
附图说明
图1是实施例中所用八巯丙基POSS的核磁共振氢谱图。
图2是纯净棉织物(a,c)和实施例7所得改性棉织物(b,d)不同放大倍数的SEM图。
图3是纯净棉织物和实施例7所得改性棉织物的XPS总谱(a)；纯净棉织物C1s谱图(b)；实施例7所得改性棉织物C1s谱图(c)。
图4是试验例1中实施例1-7和对比例1制备得到的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物样品的水接触液滴形状，从左到右其次为实施例1-7和对比例1。
图5是试验例2中不同全氟己基POSS溶液浓度下浸泡后所得改性棉织物的水接触角变化图。
图6是试验例3不同浸泡时间下所得改性棉织物的水接触角变化图。
图7是试验例4中不同液滴在改性棉织物上的接触角。
图8是试验例5中改性棉织物经过摩擦循环后水接触角变化。
图9是试验例5中改性棉织物经过胶带剥离循环后水接触角变化。
图10是试验例5中改性棉织物经过高温处理后水接触角变化。
图11是试验例5中改性棉织物经过紫外辐射后水接触角变化。
图12是试验例5中改性棉织物经过酸碱盐浸泡后水接触角变化。
图13是试验例5中改性棉织物抗污照片，左图为甲基蓝染料染色的污水，右图为泥水。
图14是试验例5中改性棉织物自清洁照片。
具体实施方式
下面结合具体实验实例并结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围并不受限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，可市购获得；所述方法如无特殊说明均为现有技术。
实施例中所用八巯丙基笼型倍半硅氧烷按照文献步骤(Adv.Funct.Mater.2011,21,2960-2967)制备，具体的制备步骤：在500mL单口瓶中加入360mL甲醇，15mL巯丙基三甲氧基硅烷，30mL浓盐酸，在90℃下反应24h，得到的固体用甲醇洗涤三次，用二氯甲烷溶解固体并水洗三次，收集有机相并用无水硫酸钠干燥，减压除去二氯甲烷得到白色半透明固体，即为八巯丙基POSS。所制备得到的八巯丙基笼型倍半硅氧烷的核磁共振氢谱图如图1所示。
实施例中所用氨水的浓度为27wt％。
实施例1
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.170g全氟己基乙烯，0.511g三甲氧基乙烯基硅烷，23.6mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到单全氟己基-七三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品1)。
实施例2
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.341g全氟己基乙烯，0.438g三甲氧基乙烯基硅烷，25.5mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到二全氟己基-六三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品2)。
实施例3
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.511g全氟己基乙烯，0.365g三甲氧基乙烯基硅烷，27.5mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到三全氟己基-五三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品3)。
实施例4
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.681g全氟己基乙烯，0.292g三甲氧基乙烯基硅烷，29.4mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到四全氟己基-四三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品4)。
实施例5
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.851g全氟己基乙烯，0.219g三甲氧基乙烯基硅烷，31.4mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到五全氟己基-三三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品5)。
实施例6
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，1.022g全氟己基乙烯，0.146g三甲氧基乙烯基硅烷，33.0mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到六全氟己基-二三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品6)。
实施例7
一种稳定的全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，1.192g全氟己基乙烯，0.073g三甲氧基乙烯基硅烷，35.0mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到全氟己基POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得全氟己基POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到七全氟己基-单三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为全氟己基功能化活性POSS基超双疏涂层改性棉织物(样品7)。
将纯净棉织物和本实施例所得改性棉织物进行对比，并通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和原位X射线光电子能谱仪(XPS)对织物表面进行表征，其结果分别如图2和图3所示。从图2中可以看出，纯净棉织物的表面比较光滑；改性后，棉织物的表面变得粗糙，附着了一些颗粒，织物表面具有微纳结构，纤维之间出现粘连，说明全氟己基POSS已经成功地连接到织物表面。进一步，使用XPS对改性棉织物表面进行表面化学分析，如图3所示，与纯净棉织物相比，改性棉织物新增加了F1s，S2s、S2p，Si2s、Si2p的峰，这说明用于改性的化合物成功的附着到了棉织物的表面。在纯棉织物C1s谱图中，287.8eV，286.3eV，284.7eV处分别为C＝O，C-O，C-C/C-H的峰，在改性棉织物的谱图中，294.3eV，292.0eV，289.0eV，286.3eV，286.1eV，285.1eV，284.1eV处分别为C-F3，C-F2，C-O，C-C，C-S，C-H，C-Si的峰，涂覆之后，峰的位置有一些改变。
对比例1
一种POSS基涂层改性棉织物的制备方法，包括步骤如下：
(1)向干燥的带有磁力搅拌的50mL烧杯中，加入0.500g八巯丙基笼型倍半硅氧烷，0.584g三甲氧基乙烯基硅烷，21.7mL四氢呋喃(THF)，之后加入0.0176g 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)，混合均匀后，在波长为365nm，100W紫外灯下光照，室温下搅拌反应60分钟，得到POSS溶液。
(2)将5cm*5cm大小的棉织物浸入步骤(1)所得POSS溶液中，静置浸泡4小时后取出，在密闭条件下，将所得浸泡后的棉织物置于45℃的氨水上方，在氨水挥发提供的氨气氛围下进行水解20分钟，之后于60℃下干燥1小时，得到八三甲氧基硅基取代POSS改性棉织物，即为POSS基涂层改性棉织物(样品8)。
试验例1
将实施例1-7和对比例1得到样品的抗拒液体能力的好坏用水接触角的变化进行评价，其结果如图4所示，具体接触角数据在表1列出。
表1
编号
样品1
样品2
样品3
样品4
样品5
样品6
样品7
样品8
水接触角/°
151.8±1
152.2±1
154.2±3
153.6±2
158.8±3
160.8±3
161.8±2
140.2±2
由图4和表1的水接触角的数据可以得出，随着全氟己基取代基含量的增加，改性棉织物疏水性能是逐渐提升的，主要是因为全氟己基增加有利于表面能的降低；同时，三甲氧基硅基水解后会产生亲水性的硅羟基，由于位阻原因不能够全部连接到棉织物表面，会生成一部分游离的硅羟基，随着三甲氧基硅基数量减少，疏水性能也逐渐提升，样品8由于含有较多的硅羟基，达不到超疏水状态。由此可以得出结论样品7是性能最好的产品。
试验例2
工艺条件探索：棉织物在全氟己基POSS溶液中的最佳浸泡浓度
按照实施例7中所示的制备方法，改变四氢呋喃的用量为16mL来制备全氟己基POSS浓度为110mg/mL的全氟己基POSS溶液，随后通过稀释方法分别得到浓度为10、30、50、70、90、110mg/mL的溶液，将棉织物浸泡时间固定为5小时，随后得到不同浓度浸泡的改性棉织物。得到的棉织物通过水接触角的变化探索最佳浸泡浓度，其结果如图5所示，随着浸泡浓度的增加水接触角逐渐增加，浓度为70mg/mL时，接触角达到164.6°，随后随着浓度进一步提高，接触角无明显变化，考虑到经济性原则，最佳浸泡浓度确定为70mg/mL。
试验例3
工艺条件探索：最佳浸泡时间
按照实施例7中所示的制备方法，通过改变溶剂的使用量(加入四氢呋喃为25.2mL)制备全氟己基POSS浓度为70mg/mL的浸泡溶液，将棉织物浸泡不同时间，分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10小时，随后得到浸泡不同时间的改性棉织物。得到的棉织物通过水接触角的变化探索最佳浸泡浓度，如图6所示，随着浸泡时间的增加水接触角逐渐增加，浸泡7小时得到的棉织物接触角达到165.2°，之后随着浸泡时间进一步增加，接触角无明显变化，最佳浸泡时间确定为7小时。
试验例4
实施例7所得改性棉织物超双疏性能测试
选择表面能不同的液体进行接触角测试，包括水、丙三醇、二甲基亚砜、正十六烷，表面张力分别为72.8mN/m、64mN/m、43.5mN/m、27.5mN/m，探究改性棉织物的疏水性和疏油性。结果如图7所示，随着液体的表面能降低，接触角也随着降低，对于丙三醇和二甲基亚砜接触角在150°以上。
试验例5
按照实施例7所示方法，通过探索工艺条件，在全氟己基POSS浓度为70mg/mL和浸泡时间为7小时条件下制备了改性棉织物，将所得改性棉织物进行稳定性测试。
改性棉织物机械稳定性探究
(1)耐磨性测试
将改性棉织物固定在200g砝码上，放置在600目砂纸上，以4cm/s速度径直拖拽10cm，在垂直方向拖拽10cm，作为一次循环。结果如图8所示，在经过150次循环摩擦后，接触角仍然能够在150°以上，说明改性棉织物具有良好的耐磨性能。
(2)胶带剥离测试
将改性棉织物表面用市售透明胶带粘贴，在一秒内进行剥离，以此为一个循环。结果如图9所示，在经过220次胶带剥离循环后，棉织物接触角仍在150°以上，说明改性棉织物具有良好的耐剥离稳定性。
(3)耐高温测试
将改性棉织物置于100-200℃不同温度的恒温环境中，放置1小时，每隔20℃测试一次水接触角，通过接触角的变化，探究改性棉织物的耐温性能，结果如图10所示，在100℃-140℃温度内，棉织物的接触角从165.2°上升到167.7°，但是在160时，水接触角开始下降，并且改性棉织物表面开始发黄。这说明含氟的长链在高温下向织物表面迁移，提高疏水性，当温度高达160℃时，含氟长链开始分解，导致疏水性下降，说明本发明的改性棉织物可耐140℃高温。
(4)耐紫外辐射
将改性棉织物置于45W紫外灯下照射，棉织物与灯头距离为15cm，间隔10h取出，探究棉织物耐紫外辐射性能。结果如图11所示，在经过90小时的紫外辐射后，棉织物的疏水性能基本不变，说明改性棉织物具有良好的耐紫外辐射性能。
(5)改性棉织物化学稳定性探究
耐酸碱盐溶液测试
将棉织物浸泡在pH＝1-14的酸碱溶液(氢氧化钠和盐酸溶液)和1mol/L的氯化钠溶液中，浸泡24小时后取出，用去离子水冲洗，干燥。用水接触角变化探究化学稳定性。结果如图12所示，在酸性溶液和碱性溶液中接触角降低，在碱性溶液中降低更多，但是接触角仍在150°以上，在盐溶液中接触角变化较小，说明改性棉织物具有良好的耐酸碱盐的化学稳定性。
(6)抗污、自清洁应用
由于改性棉织物具有良好的抗液体能力，所以在抗污和自清洁方面具有潜在的应用价值。如图13所示，将棉织物浸泡在泥水和亚甲基蓝染料染色的污水中，再取出后，棉织物表面不会受到污染，具有抗污的能力；如图14所示，当棉织物表面受到污染时，简单的用水冲洗，便可以将污染物取出，具有自清洁能力。
上述实施例仅是本发明的较佳实施例，而并非用于限定本发明。