在基材表面用疏水性物质进行微结构涂层整理,能够显著提高其表面疏水性能。由此制得的新型功能化材料,在模板、过滤、生物、光电子和仿生材料等领域应用广泛。在众多的微结构涂层整理方法中,呼吸图法由于操作简单、生产效率高以及加工成本低而具有突出的优势。本文围绕呼吸图法构筑具有粗糙化形貌的氟聚合物涂层,特别是在纤维表面构筑微结构超疏水涂层进行研究。主要内容如下:(1)利用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成含氟聚丙烯酸酯(PAc)-聚苯乙烯(PS)嵌段共聚物,通过控制反应时间,得到具有不同PS链段长度的嵌段共聚物 PTFOA-b-PS(2h)和 PTFOA-b-PS(4h)。使用 FT-IR 和1H-NMR 对产物进行了结构鉴定,由GPC对制备的聚合物分子量及分子量分布进行了测试分析,证实了 ATRP对聚合产物分子量的可控性。(2)以含氟嵌段共聚物为原料,以不同溶剂的饱和蒸气为气氛,由静态呼吸图法构筑涂层。探究了含氟嵌段共聚物结构、溶剂类型、聚合物溶液浓度和平面基底对微结构涂层形貌及其疏水性的影响。不同实验条件得到的涂层不同,其中水气氛中用二硫化碳(CS2)为溶剂制备的PTFOA-b-PS(4h)溶液在硅片表面形成的微孔结构孔径分布集中,表面微孔结构均一,但由此形成的微孔涂层疏水性不太理想。XPS和EDS测试结果表明,微孔涂层外层含氟链段较少,未能提供理想的疏水功能。作为对比,通过改变气氛,由静态呼吸图法在平面基底成功构筑了微球涂层。使用的气氛为甲醇/水(CH3OH/H2O),探究了甲醇在混合气氛中的比例、聚合物溶液浓度、含氟嵌段共聚物中PS链段含量、基底材料类型和溶剂类型的影响。其中,CH3OH-UH2O气氛中,20 mg/mL的PTFOA-b-PS(2h)四氢呋喃(THF)溶液在甲醇比例为60%、80%的CH3OH/H2O混合气氛中形成的涂层为具有二级结构形貌的微球涂层,对应涂层对水接触角分别为148.8±1.8°和150.3±1.8°,后者达到超疏水性。XPS和EDS测得微球涂层中,涂层表面氟元素富集,其提供的低表面能与微球二级粗糙化结构相结合,提供了非常优异的疏水功能。(3)将静态呼吸图法应用于织物/纤维表面微球和微孔涂层整理,使用硅烷化含氟聚合物构筑反应性涂层。在100%甲醇气氛中由10 mg/mLPTFOA-b-PS(2h)THF溶液能够在纤维表面获得较好的微球结构,涂层对水接触角为151.1±0.1°,涂层织物超疏水。同样地,水气氛中由PTFOA-b-PS(4h)处理后在纤维表面形成微孔结构涂层,以CS2为溶剂、20mg/mLPTFOA-b-PS(4h)的溶液在织物表面能形成完整的微孔涂层,微孔较大且密集,涂层织物对水接触角为147.2±1.6°,疏水性能优异。由硅烷化含氟聚合物 Silanized-PTFOA-b-PS(4h)进行涂层整理的织物Silanized-PTFOA-b-PS(4h)-Polyester,涂层表面微孔分布均匀且完整。对比研究发现,硅烷化前后PTFOA-b-PS(2h)在纤维表面均形成微球形貌,其中用Silanized-PTFOA-b-PS(2h)处理时微球呈现“微纳二级结构”,整理后织物表面超疏水,对水接触角152.2±2.3°,拒水性能卓越。研究了整理织物表面的元素分布,测试了微结构涂层整理织物的热稳定性、耐洗性、透气性、硬度等综合性能。