銳鈦礦型納米TiO2在棉織物上的低溫原位生長(zhǎng)及其抗紫外性能.pdf

1、由于結(jié)晶態(tài)的二氧化鈦具有很多優(yōu)異的特性和應(yīng)用前景，如可用作光催化劑、光電劑、氣敏元件、電致顯色裝置等，因此日益受到人們的關(guān)注。納米二氧化鈦粒子的尺寸小、比表面積大、表面原子比例高、懸掛鍵較多等特點(diǎn)，使得界面極化和多重散射成為其重要的吸波機(jī)制，使其具有很高的光電性能。二氧化鈦有三種晶體結(jié)構(gòu)：板鈦礦型、銳鈦礦型和金紅石型，其中以銳鈦礦型的光化學(xué)活性最好，應(yīng)用也最廣泛。銳鈦礦型TiO2薄膜具有良好的紫外屏蔽、紅外吸收、光催化等性能，將其應(yīng)用于

2、紡織品上，可賦予紡織品抗菌、抗紫外、抗靜電、自清潔等特殊功能，具有很廣闊的發(fā)展前景。
　　 一般來(lái)說(shuō)，制備銳鈦礦型納米二氧化鈦薄膜的方法主要有溶膠一凝膠法、直流磁控反應(yīng)濺射法、水熱法和化學(xué)沉積法等。但是，這些方法都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是需要高溫煅燒才能生成銳鈦礦型的納米二氧化鈦薄膜。但是由于紡織品、塑料等材料不耐高溫，要想在其上獲得透明的銳鈦礦型納米二氧化鈦，必須采用低溫制備方法。
　　 在低溫下以硅片、玻璃、陶瓷為載體

3、制備銳鈦礦型TiO2薄膜已有不少報(bào)道，如Y.Kotani等人在薄硅片上制得了無(wú)定型的SiO2-TiO2復(fù)合凝膠膜后，將膜在沸水中處理一定時(shí)間，獲得了銳鈦礦型納米TiO2薄膜。但在紡織品上低溫生成銳鈦礦型TiO2薄膜的研究報(bào)道還很少。
　　 本文借鑒Y.Kotani等在硅片上制備銳鈦礦型納米TiO2的方法，以在棉織物上獲得銳鈦礦型納米TiO2。考慮到銳鈦礦型納米TiO2具有很好的紫外吸收性能，如在織物上生成，織物的抗紫外性能必然大

4、大提高。因此本實(shí)驗(yàn)以織物的抗紫外性能好壞作為是否有銳鈦礦型納米TiO2生成的前期判斷依據(jù)。
　　 本論文先完全采用Y.Kotani等制備銳鈦礦型納米TiO2的方法，制備了SiO2-TiO2復(fù)合溶膠并將其整理在棉織物上，發(fā)現(xiàn)其對(duì)棉織物的紫外防護(hù)性能的提高作用不大。在此基礎(chǔ)上，本文改變了制備溶膠時(shí)的Ti/Si、鹽酸用量、聚醚多元醇的種類和用量、乙醇的用量，并討論了這些因素對(duì)溶膠粒徑、紫外吸光度和對(duì)整理后棉織物紫外防護(hù)性能的影響，確定

5、了一種能較好地提高棉織物紫外防護(hù)性能的溶膠制備方法。接著，本論文還討論了后整理工藝中溶膠濃度、超聲波振蕩時(shí)間、水熱處理時(shí)間等因素，確定了能有效提高棉織物紫外防護(hù)能的較佳工藝。
　　 將采用較合理配比制備的溶膠通過(guò)較佳后整理工藝整理在棉織物上后，織物的紫外防護(hù)性能得到了很大提高，且隨水洗次數(shù)的增加織物的UPF值逐漸增大，這說(shuō)明生成的TiO2薄膜與織物具有較好的結(jié)合牢度。整理后織物的抗靜電性能也有所改善，但織物手感發(fā)硬，斷裂強(qiáng)力和斷

6、裂延伸率也有一定程度的下降。此外，本文還對(duì)自制SiO2-TiO2復(fù)合溶膠和市場(chǎng)上反應(yīng)較好的汽巴TINOFAST CELliq產(chǎn)品、上海湛和貿(mào)易有限公司的ULS-1700產(chǎn)品進(jìn)行了抗紫外性能對(duì)比。
　　 采用較合理配比制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠后，再采用較佳后整理工藝按“浸軋（軋液率50％）→室溫晾干→沸水中水熱處理（20min）→室溫晾干”步驟將溶膠重復(fù)整理織物5次后，在棉織物上獲得了結(jié)晶度較好的粒徑為30nm左右的銳鈦礦型