图5 溶胶整理织物自清洁功能的耐洗性
由图5可知,污物降解率随水洗次数的增加而降低,但降低幅度不大。未经水洗的负载溶胶织物,其污物降解率为94%左右;水洗5次后,污物降解率下降至88%;水洗20次,污物降解率为8O%,仍旧表现出较好的自清洁功能。
经浸渍焙烘工艺整理的棉织物,其自清洁功能具有较好的耐久性,主要是由于高温焙烘时,TiO2溶胶的大部分羟基与棉纤维中的羟基发生脱水反应,形成网状结构的多元共价交联[11],其结合力较牢固。此外,少部分TiO2溶胶还可以与棉纤维发生一元共价交联,或自交联后吸附在棉纤维表面,但其结合力较弱。
其反应式为:
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经过多次水洗后,虽然附着在纤维表面或与纤维结合不牢固的胶粒容易损失,导致污物降解率下降,但与纤维发生键合或交联的胶粒相对牢固,从而使织物具有耐久的自清洁功能。
2.3 织物的断裂拉伸性能
稀土离子掺杂TiO2溶胶的pH值很低,对整理后织物的断裂强力会有影响。不同用量Tm/ TiO2溶胶整理棉织物的断裂强力和断裂伸长率见表1。溶胶中Tm掺杂摩尔分数比为2%,陈化5d。
表1 溶胶用量对棉织物断裂强力和伸长率的影响
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表1中,稀土Tm/ TiO2整理后棉织物的经纬向断裂强力和伸长率均较未整理布样明显降低,织物最大经纬向强力下降率分别为47.0%和23.9%,经纬向断裂伸长率分别下降了3.5%和1.4%。这主要是由于所制备的溶胶酸性较强,对织物有一定的水解作用;同时织物上Tm/ TiO2颗粒在可见光下受激发,产生强氧化性的・OH自由基,破坏棉纤维大分子的化学键,引起了链段的断裂。当溶胶用量为O.5g/L时,棉织物的断裂强力损失率较其余整理样小。这可能是由于此时胶粒与棉纤维发生键合或交联作用较强,增大了纤维间的作用力,弥补了部分因水解和氧化造成的织物损伤。
3 结论
(1)采用溶胶-凝胶法,在棉织物上负载稀土离子掺杂TiO2溶胶。在Tm掺杂摩尔分数比2%,溶胶用量0.5g/L,陈化5d,光照波长为400-780nm,光强度21.O mW/cm2和光照时间180min时,负载Tm/ TiO2溶胶棉织物对污物(辣椒红素)的降解率达94%,具有良好的自清洁性能。
(2)负载Tm/ TiO2溶胶棉织物的自清洁功能具有较好的耐久性,水洗20次后对污物降解率为82%。(3)整理后织物经纬向断裂强力和断裂伸长率损失较严重,损伤最大时经纬向强力下降率分别达到47.0%和23.9%,经纬向断裂伸长率分别下降了3.5%和1.4%。
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