有机氟/纳米ZnO改性聚丙烯酸酯整理剂的合成及应用

用γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米ZnO接枝改性,然后以改性纳米ZnO、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料,通过半连续种子乳液聚合法制备了有机氟/纳米ZnO聚丙烯酸酯织物整理剂,并将其用于亚麻织物的整理。采用FT-IR对合成的乳胶膜进行结构表征,以TG和XRD对接枝改性的纳米ZnO样品进行分析。结果表明:KH-570成功改性了纳米ZnO,提高了纳米ZnO的分散性;制备的共聚乳液呈半透明泛强蓝光。用其整理亚麻织物,织物表面变得光滑,对水的接触角为134.52°,具有疏水性能和抗污性能,优异的抑菌性,抑菌带宽度约为1.7 mm,经向和纬向断裂强力分别提高了152 N和139 N,透气率和透湿率略有下降。     

涤纶织物表面TiO2/氟硅烷超疏水层构筑及其性能

为制备具有拒水、拒油、抗紫外线功能的涤纶织物,以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-水热法在涤纶织物表面原位生成纳米TiO₂,然后采用氟硅烷(1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷)对其进行低表面能修饰。分析了涤纶表面形貌、结晶结构和表面化学成分、表面润湿性能的变化,并对修饰后织物的拒油等级和抗紫外线性能进行测试。结果表明:整理后涤纶织物表面生成锐钛矿型TiO₂,氟硅烷均匀沉积在纤维表面;TiO₂-氟硅烷联合整理后涤纶织物的拒水拒油性能显著提升,其表面水接触角达153°,拒油等级达到6级;对紫外线A段和B段的平均透光率分别下降至0.37%和0.01%。     

氟/硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成与性能

以乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、过硫酸钾(KPS)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS-458)、丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,制备了氟/硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液。探究了无皂乳液的最佳合成工艺,并将其用于亚麻织物的整理。采用FT-IR、TG、XPS和SEM等对乳胶膜和经无皂乳液整理的亚麻织物进行表征与分析,并采用纳米粒度仪考察了无皂乳液粒径的大小。结果显示：当DNS-458质量分数为2.5%、KPS质量分数为0.7%、DFMA质量分数为12%、A-171质量分数为2%时,无皂乳液的合成效果最好;无皂乳液的平均粒径为104 nm时,其胶膜具有良好的热稳定性,对水接触角为128.45°。无皂乳液和亚麻纤维之间结合紧密,氟硅链段富集在整理后亚麻织物的表面,降低了织物的表面能,提高了疏水性。     

纳米TiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及其对亚麻织物的整理

采用半连续种子乳液聚合法,以丙烯酸甲酯(MA)和丙烯酸乙酯(EA)为聚合单体,以无机纳米TiO_2和乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)为功能单体,制备出含有纳米TiO_2/有机硅的改性聚丙烯酸酯乳液织物整理剂,并将其应用于亚麻织物。探究乳化剂用量、引发剂用量以及功能单体用量对合成反应的影响,测试复合乳液粒径分布及大小、热稳定性能、抗紫外线性能、弯曲刚性以及动、静摩擦性能等。结果表明:最佳制备条件为有机硅用量3.5%,纳米TiO_2用量1.0%,乳化剂用量6.5%,引发剂用量1.2%,反应温度80℃。纳米TiO_2的加入使得复合乳液整理的亚麻织物的抗紫外线性能明显提升,防护系数达到65.4;有机硅的引入使亚麻织物的弯曲刚性从5.2 cN/mm下降到3.55 cN/mm,赋予亚麻织物良好的柔软性能。     

纳米SiO2/含氟硅防水透湿整理剂的制备及其应用

为提高涤纶织物的防水透湿性能,采用半连续种子乳液聚合法,以丙烯酸酯类单体为聚合单体,以纳米SiO₂ 、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)、乙烯基三甲氧基硅烷( A-171) 为功能单体,制备出纳米SiO₂/含氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,并将其应用于涤纶织物的整理。对改性共聚乳液的化学结构进行表征,并测试了整理后织物的应用性能。结果表明:各单体均参与乳液聚合反应,且改性共聚乳液的热稳定性大大提高,乳胶粒子平均粒径为66 nm;在整理剂中加入质量分数为2%的交联剂后,整理织物的静水压和耐水洗性能都得到显著的改善,其接触角为138°,相比未整理织物的防水性能明显提高;整理后织物的透湿率也有所提高,且经向断裂强力由315.6 N增加到493.4 N。     

改性纳米SiO2/短氟碳链聚合物复合乳液的制备及拒水性研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)为原料,采用一步缩合法制备MPS改性纳米SiO2,然后采用原位乳液聚合法制备改性纳米SiO2/短氟碳链聚合物复合乳液,通过红外光谱(FT-IR)、粒径分析、热失重分析(TGA)等方法分别表征产物结构、粒径及分布、热稳定性能,并对复合乳液整理后的涤纶织物进行拒水性能测试,利用扫描电子显微镜(SEM)表征整理前后织物的表面微观形态.结果表明:制备的复合乳液颗粒粒径分布均匀,具有较好的耐热稳定性,改性纳米SiO2的引入提高了整理织物的表面粗糙度,整理后织物对水的接触角达到151°,沾水等级达到90分,拒水性能明显提高.     

纳米ZnO/有机氟硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及应用

为提高棉织物的抗紫外线、疏水和柔软性等服用性能,以纳米ZnO、甲基丙烯酸十二氟庚酯、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为反应单体,采用半连续种子乳液聚合法制备得到核壳型纳米ZnO/氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,然后用于棉织物整理。借助红外光谱仪、X光电子能谱仪和热重分析仪等对制备的乳液进行结构和性能分析,使用织物风格仪等测试了整理后棉织物的应用性能。结果表明:制备的复合乳液呈核壳结构,平均粒径为45.64 nm,Zeta电位平均值为-43.4 mV;整理后棉织物的紫外线透过率为2.13%,紫外线防护系数为50.18,具有良好的抗紫外线防护性能;整理棉织物的水接触角为136.14°,其弯曲刚度和动、静摩擦因数均明显下降,具有优异的柔软性及光滑的手感。     

聚丙烯酸酯无皂乳液的性能及其应用

针对传统聚丙烯酸酯乳液性能的不足,试验采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,过硫酸钾为引发剂,壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS-458)为反应型乳化剂,以半连续种子乳液聚合工艺制备了聚丙烯酸酯无皂乳液。探究了引发剂和反应型乳化剂用量对乳液性能的影响,并对制备的产物进行红外光谱图、粒径大小及分布以及Zeta电位的表征与分析,对整理后亚麻织物的TG、SEM、疏水性能以及应用性能进行了测试分析。结果表明,聚丙烯酸酯无皂乳液聚合的优化工艺条件为:引发剂0.7%,反应型乳化剂2.5%,反应温度80℃。制备的乳液粒径较小且分布均匀;整理后亚麻织物对水的接触角达到134.54°,与传统聚丙烯酸酯乳液整理的亚麻织物相比,疏水性能明显提高;亚麻织物的弯曲刚性下降,柔软性能有所改善,同时断裂强度有较明显的提高,可达到786 N。     

纳米ZnO/有机氟改性丙烯酸酯乳液的合成与表征

以纳米ZnO、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,用半连续种子乳液聚合法制备纳米ZnO/有机氟改性聚丙烯酸酯,探索了合成工艺,然后将合成乳液用于亚麻织物的整理。采用FT-IR、XPS和SEM等方法对乳胶膜和整理后的织物进行表征分析。结果表明:当乳化剂质量分数为4%,引发剂质量分数为1.5%,反应温度为80℃,保温时间为60 min时,乳液的合成效果最好。合成的乳液具有良好的抗紫外性能,其乳胶膜的吸水率为8.64%。XPS和SEM测试结果显示,合成的复合乳液和织物相结合,提高了亚麻织物的疏水性。相比聚丙烯酸酯整理后的织物,经复合乳液整理后的亚麻织物对水的接触角提高了60.4°。     

纳米TiO2稳定乳液的制备及其在微胶囊制备中的应用

为解决传统乳液中乳化剂含量较高的问题,采用改性纳米TiO₂-水杨酸(SA)作为乳化剂,制备Pickering乳液,应用于防蚊微胶囊的制备。研究了纳米TiO₂水杨酸表面改性、TiO₂-SA质量分数、乳化速度、乳化时间、聚乙烯醇(PVA)质量分数对乳液稳定性及制备微胶囊的影响。通过对乳液粒径、微胶囊的包埋率、粒径的表征得出合成防蚊微胶囊时乳化条件为:TiO₂-SA质量分数0.75%,PVA质量分数1.0%,室温,乳化速度8 000 r/min,乳化时间7 min。研究表明:改性TiO₂可改善纳米TiO₂的亲油亲水性能以及乳液的稳定性;用研究所得乳化条件制备的Pickering乳液合成的微胶囊球形规则,表面光滑,包埋率为84.02%,平均粒径为2.867 μm;能谱分析表明,微胶囊表面含有C、O、N和Ti元素。     

核壳型氟硅无皂拒水剂的合成及其拒水性能

为获得具有优良拒水性能的拒水剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)和乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)为反应单体,采用核壳乳液聚合法,合成核壳型氟硅无皂拒水剂.结果表明,当可聚合乳化剂(DNS-86:DNS-1035=2:1)质量分数为1.5%,壳层功能单体(G-04:KH-151=6∶1)质量占壳单体总质量的70%,引发剂质量分数为1%,交联单体质量分数1%时,合成的乳液性能稳定,且用其整理后的棉织物对水的接触角可达到144.6°,静水压达到2.32kPa,喷淋等级为4级.     

棉织物上活性黄X-R的纳米光催化剥色研究

采用UV/TiO₂光催化体系对棉织物上偶氮活性黄X-R染料的剥色性能进行了研究,探讨了体系pH值、催化剂纳米TiO₂质量浓度、剥色温度和光催化时间对染色织物剥色效果的影响。同时,对剥色织物强力保留率及其纤维表面形态变化进行了研究。研究结果表明:UV/TiO₂光催化体系对棉织物上活性黄X-R染料具有良好的光催化剥色效果。其推荐剥色工艺为:体系初始pH值为6.0~8.0,纳米TiO₂质量浓度为0.02~0.06 g/L,剥色温度20℃,光催化时间30~60 min。在推荐工艺条件下,棉织物上活性黄X-R染料的光催化剥色率达到68%~80%或以上,剥色织物强力保留率可达到74%~98%。同时,扫描电镜观察显示,在较短光催化时间内,棉纤维的表面形态变化不明显,但随时间延长,纤维表面出现了刻蚀、氧化等现象,纤维表面形态发生明显变化。     

纳米纤维素室温诱导下的金红石型纳米二氧化钛制备及其紫外线屏蔽性能

为制备具有优异紫外线防护性能的纳米纤维,采用四氯化钛为钛源,纳米纤维素(NCC)为模板,在室温条件下诱导制备了屏蔽紫外线用金红石型纳米二氧化钛。并研究了反应温度、反应时间和四氯化钛的使用量对金红石型纳米TiO₂质量分数的影响。通过设计正交试验优化出纳米二氧化钛最佳的制备条件:反应温度为25 ℃,反应时间为1 h,四氯化钛用量为3 mL,并对其微观结构及屏蔽紫外线性能进行表征。结果表明,纯金红石型纳米TiO₂的分散性好,呈“刺球状”,粒径为100~250 nm。通过该纳米二氧化钛整理后的棉织物抗紫外线性能优异,紫外线防护系数大于40,证明此方法制备的金红石型纳米TiO₂具有良好的紫外线屏蔽性能。     

纳米二氧化钛涂覆聚对苯撑苯并二噁唑纤维的制备及其抗紫外光照射性能

针对聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维经紫外光照射后强力下降的问题,首先采用氧等离子体对PBO纤维表面进行改性,提高其界面性能;然后在改性PBO纤维表面涂覆纳米TiO₂及有机硅整理剂制备TiO₂/PBO复合纤维;最后对复合纤维的结构和性能进行表征与分析。结果表明:当氧等离子体处理功率为200 W、处理时间为200 s时,PBO纤维表面有凹痕,纤维拉伸强力保持率大于90%,摩擦因数增大16%,接触角减小为52.7°,说明PBO纤维的表面润湿性能增大;当纳米TiO₂与硅烷偶联剂质量比为1∶1时,TiO₂/PBO复合纤维表面有沉积凸起的纳米TiO₂颗粒;用紫外光照射200 h后,TiO₂/PBO复合纤维的断裂强力下降率比PBO原纤减少30%,说明纳米TiO₂涂覆后的PBO纤维抗紫外光照射性能提高。     

硅烷偶联剂改性TiO2/聚丙烯酸树脂复合材料的制备及其复鞣性能

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、TiO₂为原料,通过脱水缩合反应制备出一种新型硅烷偶联剂改性TiO₂填料,将硅烷偶联剂改性TiO₂与聚丙烯酸树脂球磨共混制备复合材料,并应用于制革复鞣填充工序。研究结果表明:KH550与KH560物质的量之比为4∶6,TiO₂与硅烷偶联剂物质的量之比为100∶7.5,温度为30℃,pH值为10时,此时硅烷偶联剂改性TiO₂粒径分布系数最小为0.212,粒径为4660 nm。将硅烷偶联剂改性TiO₂/聚丙烯酸树脂(SCA-TiO₂-PAC)复合材料应用于制革复鞣填充工序,与聚丙烯酸树脂相比,物理机械性能可提升10%左右,甲醛含量可下降至16 ppm以下。     

聚乙二醇对硫酸钛水热改性涤纶光催化性能的影响

为提高涤纶的光催化性能,基于水热合成技术,采用硫酸钛、尿素和聚乙二醇在涤纶表面负载纳米TiO₂颗粒,研究了TiO₂改性涤纶紫外线辐照光催化降解亚甲基蓝染料的性能,并借助扫描电子显微镜、粒度分析仪、X射线衍射仪等仪器对改性涤纶光催化性能增强的原因进行分析。结果表明:聚乙二醇的质量浓度和相对分子质量会对水热条件下硫酸钛和尿素在涤纶表面生成的纳米TiO₂颗粒大小和负载量产生影响;与未添加聚乙二醇相比,400添加聚乙二醇400浓度为12.5 mL/L时,涤纶纤维表面负载的纳米TiO₂颗粒增加,且晶粒尺寸减小为9.4 nm,并且经紫外线辐照120 min后,TiO₂改性涤纶降解亚甲基蓝染料总有机碳含量值由0.001 11%降至0.000 46%。     

用SiO2/TiO2复合气凝胶制备超疏水光催化防紫外线织物

为制备一种多功能纺织品,采用溶胶-凝胶法制备SiO₂/TiO₂复合气凝胶,并将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与SiO₂/TiO₂复合气凝胶混合后制备PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料,采用浸—轧—烘工艺将其处理到棉织物表面,同时借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、原子力显微镜等对处理后织物进行表征,分析其超疏水性、光催化性能与抗紫外线性能。结果表明:处理后棉织物表面具有PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料所构筑的微纳米粗糙结构,PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料已成功处理到棉织物上;处理后棉织物接触角为157.7°,紫外线防护系数值为122.47,光照4 h后对亚甲基蓝光催化降解率达到87.08%。