摘要:采用性能稳定的无机物整理剂纳米羟基磷灰石对棉织物进行功能后整理,用以提高棉织物在光催化作用中的光学稳定性以及对纳米二氧化钛的吸附性,采用正交试验的方法,研究以棉织物为载体的二氧化钛光催化功能材料制备的关键技术。结果表明:采用l:1的乙醇/水溶剂配置纳米二氧化钛分散体系,纳米粒子的分散效果最好;当分散体系中二氧化钛质量分数为3%时,制备的棉织物在紫外线照射下甲醛的分解效果最佳。
随着光催化材料的开发和应用技术的发展,纳TiO2在纺织领域的应用13益广泛,如抗紫外线纤、抗菌纤维的开发等,但将纳米光催化材料用于织品的功能整理,还有相当多的理论和应用问题有待研究。主要体现在纳米材料在纺织品上的负载技术、光催化材料对纺织品性能的影响以及功能纺织品的催化氧化效能等方面。棉纤维是重要的纺织原料,将纳米光催化技术应用于棉织物的功能整理,开发具有空气净化功能的棉装饰产品,不仅能提高棉织物的价值,扩大棉织物的应用范围,而且对探索纳米光催化材料在有机高分子材料领域的应用具有指导意义。
本文从棉纤维的分子结构出发,引用一种能与棉纤维以氢键结合、性能稳定、对人体没有副作用的无机整理剂——纳米羟基磷灰石作为棉纤维的保护剂,有效地提高了棉纤维的光学稳定性和光催化材料在棉纤维上的负载能力。为开发具有空气净化功能(利用光催化分解甲醛、臭味等物质)的棉装饰产品,本文进一步以甲醛分解效果为依据,通过单因子试验和多因子正交试验分析,对经过保护剂处理的棉织物进行表面TiO光催化剂的沉积工艺进行研究,以期找到最佳的棉织物处理工艺。
1试验部分
1.1试验材料
纯白棉针织物;自制纳米羟基磷灰石(HAP),化学式为Ca10 (PO4)6(OH)2,粒度约为30nm;二氧化钛(TiO2),P25纳米粉体,原生粒子粒径21nm;无水乙醇(CH3CH3OH),分析纯;甲醛(HCHO),质量分数为37%~40%。
1.2试验器材
Sartorius电子天平(最大称量110g,精度0.000lg);SY3100DH型超声波清洗器;DHG.9123C型全自动电脑干燥箱;TricolorP.A0/A1型轧车;AgilentTechnologies6890N型气相色谱仪。
1.3样品制作工艺路线
棉织物脱胶除杂一羟基磷灰石分散体系浸泡一洗涤一晾干一焙烘l—TiO2分散体系浸泡一浸轧一焙烘2一紫外光照射一样品性能测试。
1.4试验工艺
1.4.1纳米羟基磷灰石的吸附工艺
为了提高纳米羟基磷灰石微粒的分散性和与棉纤维的吸附性能,采用极性较强的水为纳米羟基磷灰石的分散试剂,用氨水调节分散体系的pH值至l2.30,于40℃在超声波清洗器中振荡10min(振荡频率55kHz),使之分散均匀,再将棉织物在30℃左右的羟基磷灰石分散体系中浸泡12h以上,使二者之间充分吸附,用蒸馏水洗去棉织物上机械沉积的纳米羟基磷灰石,然后经过焙烘使羟基磷灰石与织物纤维相互结合。
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