真丝织物以其优异的透气性、吸湿性、悬垂性以及柔和的光泽深受消费者喜爱.目前为改善真丝织物的服用功能性和洗可穿性,对真丝织物的功能后整理技术较多,主要有抗静电、抗皱、拒水拒油等.溶胶-凝胶法是制备纳米粉体的一种低温技术,具有工艺简单、化学计量容易控制、产品均匀、纯度高等特点,还可在非真空条件和不太高的温度下应用于大面积和任意形状的基质表面纳米晶粒的沉积.[1]近十几年来,该技术已经扩展到高分子复合材料、纳米材料等领域.当溶胶-凝胶技术应用于纺织品上时,可以在纺织品基质材料上形成牢固、透明、多孔的功能性薄膜,从而赋予织物特有的功能性.[2]纳米氧化锌(ZnO)是一种多功能性的新型无机材料,近年来不仅在光学、电子等领域具有重要的应用价值[3-5],在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等.由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的一些效应,例如具有较高的导电性、化学稳定性,无毒、易掺杂,且材料来源丰富,格低廉,有较好的应用前景,使其成为许多科技人员研发、关注的焦点.本文以乙酸锌和氢氧化钠为原料,采用溶胶-凝胶法制备微米级ZnO溶胶,通过浸轧工艺将所制备溶胶整理到织物上,并对整理后织物的抗静电性能进行了研究.
1试验
1.1材料与仪器
织物:11206脱胶真丝纺(43 g/cm2)(苏州华思集团).
药品:二水合乙酸锌[Zn(CH3COO)·22H2O]、氢氧化钠(NaOH)、冰乙酸(CH3COOH)(均为分析纯).仪器:DF-101S智能集热式恒温磁力搅拌器(巩义市英峪予华仪器厂),Rapid P2A0705型电动均匀轧车、烘燥机(瑞比染色试机有限公司),HPPS 5001激光粒度仪,X射线多晶衍射仪X'Pert-Pro MPD(荷兰帕纳科公司),日产S-570扫描电子显微镜,WSD-3C型全自动白度仪,
YG026A型电子织物强力机(常州第二纺机厂),YG(B)342D型织物静电测试仪.
1.2 ZnO溶胶整理剂制备
采用改进的溶胶-凝胶法制备ZnO溶胶[6],试验步骤为:(1)室温下配制100 mL 0.05 mol/L的乙酸锌溶液,滴加适量冰乙酸并置于冰浴中搅拌1 h左右,得到溶液a.(2)配制20 mL 0.5 mol/L的氢氧化钠溶液,得到溶液b.(3)在磁力搅拌器强烈搅拌下,用滴液漏斗将溶液b缓慢滴加到溶液a中,得到微米级ZnO溶胶.将其与一定比例的分散剂混合得到ZnO溶胶整理剂.
1.3整理工艺
将试样在ZnO溶胶整理剂中浸渍一定时间,二浸二轧,轧余率为80%,80℃预烘5 min,130~170℃焙烘1~5 min.
1.4测试
X-射线衍射:在X射线多晶衍射仪上对试样粉末进行分析,Cu靶,电压为40 kV,电流为40 mA,样品的扫描范围为20°~70°.粒径:用激光粒度仪测试ZnO溶胶的粒径和分布情况.扫描电镜:采用扫描电子显微镜观察ZnO粉体和整理前后真丝织物的表观形貌.抗静电效果:利用织物静电测试仪,按GB/T 12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第一部分:静电压和半衰期》进行测试,测试条件为20℃,相对湿度35%.耐洗牢度:参照GB/T 3921.3-1997方法测试,洗涤条件为标准皂片5 g/L,(40±2)℃,10 min,浴比1∶50.断裂强力:按照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定,计算断裂强力保留率.白度:在全自动白度仪上测试.
2结果与讨论
2.1表征
2.1.1 XRD
采用玻璃片作基底,将玻璃片均匀地浸入溶胶体系中静置30 s,再以一定速度垂直向上提拉片,并立即放入烘箱中处理一段时间,得到白色粉末.在X射线多晶衍射仪上对该白色粉末进行了分析,结果如图1所示.
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由图1可以看出,所得粉体的主要成分为纤锌矿型结构的ZnO,晶型的主要衍射晶面参数与标准六角纤锌矿型ZnO的主要晶面参数符合良好.XRD图谱中3个主要衍射峰的2θ分别为31.71°(100面)、34.42°(002面)、36.15°(101面),按谢乐(Scherrer)公式估算ZnO粒度Dc=0.89λ/(βcosθ),式中:λ为X射线波长(Cu靶),其值为0.154 05 nm;β为衍射峰半高宽;θ为衍射角.由主要晶面(100面)计算制备的ZnO粒径约为0.25μm.
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