焙烘条件:在保证羟基磷灰石与棉纤维结合牢度的基础上,要防止棉纤维受损。棉织物在120℃焙烘5h以上,纤维开始发黄;在150℃以上,纤维将分解。焙烘l选择试样在l20℃焙烘4h,以促进羟基磷灰石在棉纤维上的接枝作用;焙烘2选择在100℃焙烘2h,以增强TiO2纳米颗粒在棉纤维上的吸附效果。
1.4.2 TiO2沉积浸轧工艺
为防止TiO2纳米微粒聚集,提高TiO2在棉纤维上的吸附量,需要优选纳米TiO2分散试剂和TiO2的质量分数。
1.4.2.1分散体系优选用无水乙醇与水按不同比例(质量比为0:l、l:4、l:2、l:1)对纳米TiO2进行分散,整个体系在40℃的恒温超声波清洗器中振荡10rain(振荡频率55kHz),静置5h后观察其分层情况。
1.4.2.2TiO2质量分数的优选在TiO2质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%的分散液中浸轧棉织物,将整个体系放入40℃恒温超声波清洗器中振荡10min(振荡频率55kHz),三浸三轧(压力29.4N/cm。,转速600r/min),每浸轧1次,织物和TiO2分散体系在40℃恒温超声波清洗器中振荡1次,最后分别将织物在100℃焙烘2h。根据织物分解甲醛的效果,选择最佳的TiO2质量分数。
1.4.3光催化试验
整理后织物的光催化效能通过测试一定环境中甲醛的分解数量来评价。在紫外线照射下,在纳米TiO2的催化作用下,甲醛被分解为CO2和H20,所以可以根据试管中CO2含量的变化来反映甲醛的分解程度。
试验方法:在30mL的试管内壁粘贴尺寸为10cm×1.5cm的待测织物,用滴定管向试管中滴入一定量的甲醛后将试管密封,在地下试验室内(室温20℃左右)用紫外灯(强度10400uW/cm2)照射2h,然后分别抽取试管中的气体0.2mL,采用气相色谱法测试分解后气体中CO,的谱峰面积,用来衡量织物对甲醛的分解效果。
甲醛浓度对光催化的影响:分别用滴定管滴加l、2、3、4滴甲醛进行光催化试验。根据测定lmL甲醛大约为27滴,即l滴甲醛的量约为l/27mL。
正交试验:优选试验中分散体系、TiO2浓度、甲醛浓度3个条件,采用三因子三水平正交试验进行甲醛光催化试验,用甲醛的催化分解效果来确定织物整理的最佳工艺条件。
2结果与讨论
2.1分散体系的确立
分散体系静置5h后观察其分层情况:在无水乙醇与水的质量比为0:l的烧杯中有明显分层现象,其他烧杯均无明显的分层现象。主要是由于水和TiO2都是极性较强的化合物,相互作用时,容易通过水分子的羟基形成氢键而相互结合在一起,进而发生团聚,形成沉淀而分层;当蒸馏水中掺入一定比例的乙醇后,分散剂的极性有所减弱,减少了团聚的发生,使分散比较均匀、稳定,不易分层。说明乙醇是超细TiO2粉末的良好分散剂,它能够使超细颗粒TiO2在水溶液中形成稳定的分散体。文献[4]也表明,乙醇是超细TiO2粉末的良好分散剂,乙醇在TiO2颗粒表面能形成良好的溶剂化层,使超细TiO2颗粒在水溶液中获得良好稳定的分散,但由于无水乙醇极性较弱、容易挥发,对棉纤维及其表面保护剂的亲和力较弱,不易于棉纤维的溶胀。用无水乙醇与水的混合溶液为溶剂,有利于TiO2纳米颗粒在棉纤维表面的沉积。
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