納米氧化鋁-有機(jī)改性硅氧烷復(fù)合溶膠在羊毛防氈縮整理中的應(yīng)用.pdf

1、納米Al2O3是一種高新無機(jī)材料,不僅具有一般納米材料的特點(diǎn)如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),還具有高硬度、高強(qiáng)度、耐熱、耐腐蝕等許多優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于陶瓷材料、復(fù)合材料和醫(yī)學(xué)材料、彌散強(qiáng)化材料、表面保護(hù)涂層、電子組件、光學(xué)材料、半導(dǎo)體材料、催化劑及其載體。但由于納米Al2O3顆粒粒徑小,具有極高的比表面積,表面能高,在制備和使用過程中極易發(fā)生粒子凝并和團(tuán)聚。
　　 為了解決納米Al2O3的團(tuán)聚問題,可

2、以從兩個方面進(jìn)行:一種是在納米顆粒制備過程中,控制工藝以防止團(tuán)聚,可采用溶膠-凝膠法,即由小至大法；另一種是對制備好的納米粉體進(jìn)行分散處理、表面改性,也稱由大至小法。對納米粉體進(jìn)行分散處理可以通過物理分散和化學(xué)分散,其中物理分散常用的方法有機(jī)械法和超聲分散法,化學(xué)分散是在懸浮體中加入一種或多種適宜的分散劑如表面活性劑、小分子無機(jī)電解質(zhì)或無機(jī)聚合物、聚合物等。對納米粉體進(jìn)行表面改性,按改性劑種類可分為有機(jī)改性和無機(jī)改性,有機(jī)改性中又分為醇

3、酯化、酸酯化和偶聯(lián)劑改性,無機(jī)改性可采用無機(jī)酸改性和無機(jī)鹽改性。
　　 本文將納米Al2O3與GPTMS溶膠混合制備復(fù)合溶膠來提高溶膠.凝膠膜賦予羊毛織物的防氈縮性能。將納米Al2O3與GPTMS溶膠混合,所形成的復(fù)合網(wǎng)狀物具有聚合物的特性,如高柔韌性及像陶瓷材料一樣的硬度,同時由于納米的比表面非常大,能促進(jìn)復(fù)合溶膠在較低焙烘溫度即可形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而且將納米氧化鋁加入GPTMS溶膠能提高溶膠-凝膠膜的附著性,不僅能提高整理后

4、羊毛織物的防氈縮性能,還能提高膜的耐洗性能。此外,在GPTMS溶膠中添加納米Al2O3能夠賦予復(fù)合溶膠.凝膠膜特殊的性能如親疏水性、抗靜電性等。
　　 本文采用三種方法制備納米Al2O3,分別是分散劑分散法、無機(jī)酸改性法和溶膠一凝膠法。分散劑分散法結(jié)合超聲波和表面活性劑共同制備出較為穩(wěn)定的納米Al2O3的分散液,通過篩選各種表面活性劑,討論分散劑用量、超聲波處理功率和時間,并用粒徑大小和分布來確定最佳分散工藝。無機(jī)酸改性法采用正

5、交法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),本文選取了三個影響因子:無機(jī)酸用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間,將改性后的納米顆粒配成分散液,并測定其粒徑大小和分布確定出最佳的改性工藝。溶膠一凝膠法討論了鹽酸的用量、水的用量、乙醇的用量、絡(luò)合劑的種類及用量、水解溫度對溶膠粒徑的影響,確定了最佳合成處方。
　　 將以上三種方法制備的納米Al2O3與GPTMS溶膠混合形成復(fù)合溶膠,通過浸軋-烘干-焙烘工藝整理到羊毛織物上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在GPTMS溶膠整理(AST-0)、分

6、散劑分散的納米Al2O3/GPTMS復(fù)合溶膠整理(AST-1)、無機(jī)酸改性納米Al2O3分散液/GPTMS復(fù)合溶膠整理(AST-2)、Al2O3溶膠/GPTMS復(fù)合溶膠整理(AST-3)四種整理工藝中,AST-1、AST-2和AST-3均獲得比AST-0更好的防氈縮效果,其中AST-2對羊毛的表面覆蓋效果最充分、外觀平整度最佳、整理后的羊毛織物具有親水性,且防氈縮效果最佳,測得的羊毛織物的面積氈縮率達(dá)到國際羊毛局機(jī)可洗標(biāo)準(zhǔn)(TM31)(