面对日益频发的原油泄漏事故,成本低廉、操作简便的可切换润湿性材料从众多油水分离材料中脱颖而出。制备可切换润湿性材料不仅需要在固体表面上构建微纳米粗糙结构和低表面能物质,还需要引入可切换润湿性响应的官能团。已被报道的可切换润湿材料的外部刺激主要有pH值、气体、电场、温度、溶剂、磁场和光照等。由于在合成过程中设计出良好的表面形貌和特殊的化学成分,这类智能响应材料可以可控且有效地将水或油分离,同时又能使其表面不受油的污染。尽管可切换润湿性材料的研究已经取得了重大的进展,然而在现有可切换润湿性材料的制备中大多需要昂贵的重金属原料或者毒害较大的改性有机试剂,且制备过程耗时并需要严格的控温和控湿。最为关键的是这些材料往往受到基材的限制,由此降低了新材料投入实际应用的可能性。依据当前的研究现状,本论文以廉价易得的矿物颗粒为原材料,通过引入具有pH响应官能团的聚合物进行选择性修饰,从而制备出多功能可切换润湿性材料。本论文的主要研究内容分为以下两部分:(1)采用1H,1H-全氟辛基丙烯酸酯、3-(三甲氧基硅基)甲基丙烯酸丙酯和2-(二甲胺基)甲基丙烯酸乙酯合成出pH响应聚合物,并将响应聚合物和廉价的石英砂接枝到织物上从而制备出可切换润湿性织物。该材料的润湿性可以在超疏水和超亲水/水下超疏油之间转变,由此可以通过酸和碱的交替处理实现水/轻油和水/重油的可控分离,且该材料对不同的轻油/水混合物或者重油/水混合物都具有极高的油水分离效率。改性材料在600目砂纸上磨损140 cm后仍展现出优异的超疏水性,并且即使放入盐溶液中浸泡一周或者在紫外环境下暴露一周后,该材料仍能展现出良好的拒水性能。(2)以微米级水镁石和纳米级二氧化钛为原材料,通过全氟辛酸甲酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性修饰,最终制备出多功能可切换润湿性材料。不同于之前报道的pH响应材料,该材料的润湿性可以在超双疏和超亲水/超疏油之间进行可逆切换,由此可以通过酸和碱的交替处理实现油和水的可控分离。此外,这种材料可以被广泛地应用在各种基底上,改性材料在600目砂纸上磨损140 cm后仍展现出优异的超双疏性。并且经过72 h的水滴冲击测试后,材料仍能保持良好的拒油拒水性能。此外,具有耐火涂层的改性织物即使受到蜡烛外焰的灼烧也不会被点燃。