光固化SiO_2溶胶在棉织物拒水整理中的应用

利用溶胶-凝胶技术,以正硅酸四乙酯、3-叠氮丙基三乙氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂制备光固化二氧化硅溶胶,以十六烷基三甲氧基硅烷为拒水剂对棉织物进行拒水整理.先浸轧光固化二氧化硅溶胶,再浸渍烷烃硅氧烷,无需焙烘,通过紫外光照直接赋予织物拒水性能.采用扫描电镜、X射线光电子能谱仪对整理后的棉织物进行测试.结果表明,光固化二氧化硅溶胶沉积在织物表面,提高了棉织物的粗糙度.接触角测试表明,棉织物对水接触角(5μL)达到155°;整理后的棉织物经30次皂洗后,与水的接触角仍大于135°.     

硅烷偶联剂改性棉织物研究

采用浸渍法将棉织物在硅烷偶联剂溶液中进行表面改性,制备得改性棉织物。利用FTIR、XRD、SEM,表面接触角分析仪等研究改性棉织物的表面形貌、化学组成和织物表面接触角滞后性。结果表明:硅烷偶联剂kh560在碱液中环氧基开环与纤维素中的羟基在棉纤维不定形区发生反应,提高了棉纤维结晶度和表面粗糙度,表面接触角滞后性降低,织物疏水性增强。     

硅水溶胶法棉织物无氟超疏水整理研究

以甲基三甲氧基硅烷为前驱体、氨水为催化剂,在表面活性剂作用下,制备了二氧化硅水溶胶,并将其整理到棉织物上使表面产生一定粗糙度,再将棉织物浸渍拒水添加剂乙醇水解液后,在棉织物上形成纳米无氟超疏水表面.分别讨论了氨水用量、表面活性剂浓度对溶胶粒径及织物拒水性的影响,研究了不同结构与用量的拒水添加剂水解液对拒水性能的影响.结果表明:整理后棉织物表面粗糙度大大提高,其中,斜纹织物的接触角和滚动角分别为151.9°和13°,达到超疏水效果.     

棉织物的纳米SiO_2拒水整理

以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂,在表面活性剂作用下制备了纳米SiO_2水溶胶。采用二步法工艺,先在棉织物上构造纳米SiO_2颗粒粗糙表面,再浸渍拒水剂十六烷基三甲氧基硅烷乙醇水解液进行拒水整理。研究了拒水添加剂用量和织物表面粗糙度对拒水性能的影响,考察了拒水整理后棉织物各项物理机械性能的变化。结果表明,经3%拒水添加剂整理后,棉织物的接触角(5μL)和滚动角(15μL)最佳可达145.9°和14°,且物理机械性能变化较小,但透气性有所下降。     

棉织物的无氟拒水整理性能分析

采用九种无氟拒水剂对棉织物进行拒水整理,通过测试无氟拒水剂的粒径分布以及拒水整理棉织物的表面形态、静态接触角和耐水洗性能,分析了影响棉织物无氟拒水整理性能的因素。研究结果表明:无氟拒水剂乳液的粒径分布处于150~400 nm,乳液分散均匀;九种无氟拒水剂整理后的棉织物,静态接触角均在140°以上,但具有一定差异性,部分无氟拒水整理棉织物的静态接触角超过150°,达到超疏水效果;无氟拒水剂在棉织物表面可形成的拒水膜,拒水性能与棉纤维的表面形态和成膜结构有关;在水洗过程中,棉织物表面的拒水膜局部受到破坏,导致拒水性能下降。     

棉织物的改性SiO2水溶胶耐久超疏水整理

采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂,十六烷基三甲氧基硅烷为拒水添加剂,在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠作用下,添加硅烷偶联剂,制备了改性纳米SiO2水溶胶,并将其用于棉织物的耐久疏水整理;探讨了硅烷偶联剂种类及添加量对棉织物耐洗性的影响.结果表明,用添加2％正硅酸四乙酯(TEOS)制得改性SiO2水溶胶,整理后棉织物具有耐久的拒水效果,皂洗20次后,棉织物的接触角和滚动角分别可达141.5°和25.0°,沾水评级75分.     

改性纳米SiO_2一步法超疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,以正十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)为改性剂,制备改性纳米二氧化硅(H-SiO)溶胶,并通过一步法工艺制备超疏水棉织物。探讨了TEOS和氨水用量对H2-SiO_2溶胶粒径及分散性的影响,研究了TEOS和HDTMS质量分数对整理棉织物疏水性的影响。结果表明:TEOS质量分数为2%,HDTMS质量分数为0.5%,氨水用量为2 m L,制备的H-SiO_2溶胶平均粒径为221 nm,粒径分布均匀;通过引入低表面能物质并增加粗糙度,棉纤维表面达到超疏水效果,接触角为154.3°,滚动角为10°。     

棉织物的改性纳米二氧化硅超疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为改性剂,制备氨基改性纳米二氧化硅(A-Si O2)溶胶,利用红外光谱仪对其进行表征,并用于棉织物整理。处理后的棉织物再浸轧低表面能聚二甲基硅氧烷(PDMS),测试其超疏水性。结果表明,处理后的棉织物与水的接触角为153.35°,滚动角为9°;经柠檬酸预处理的棉织物,其耐洗性较好,20次皂洗后与水的接触角仍可达138.25°,滚动角为20°。     

改性棉织物微/纳米拒水表面的构建及其性能

为了制备耐洗性疏水棉织物,以纯棉机织物为基体,进行柠檬酸改性处理,通过浸渍法(二浸二轧),使二氧化硅纳米颗粒附着在棉织物表面,增加织物表面粗糙度,再引入长链烷烃疏水基团以降低棉织物表面能,在共同作用下形成微/纳米拒水表面结构,从而获得耐洗性疏水棉织物。利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)和激光粒度分析仪测定二氧化硅溶胶的结构和粒径分布,并用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱仪(XPS)表征整理前后棉织物的结构组成、表面元素以及形貌变化,同时考察柠檬酸质量分数、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)质量分数、烘焙温度和烘焙时间对织物水接触角的影响,研究棉织物的拒污性、耐水洗牢度以及物理性能在整理前后的变化。结果表明：当柠檬酸的质量分数为3%、十六烷基三甲氧基硅烷的质量分数为3%、烘焙温度为140℃、烘焙时间为150 s时,整理后织物的水接触角为157.3°,棉织物表面具有微/纳米粗糙结构;织物表现出良好的拒水性能,经过20次水洗后仍能保持较好的拒水效果;此外,经疏水处理后棉织物仍具有良好的物理性能。     

棉织物仿生无氟超疏水表面的构建

文中采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2粒子,将其整理到棉织物表面构建微纳级粗糙结构,并用3种无氟疏水剂及复合搭配对织物进行修饰,使其具备超疏水性能。采用扫描电子显微镜、X射线衍射分析SiO2粒子晶体形态和整理前后棉织物的化学结构及微观形貌;通过静态水接触角、动态水滑移角评价织物疏水性能,并对织物的耐水冲击和耐洗涤性能进行测试。结果表明,制得的SiO2粒子单分散性良好,直径为200~300 nm。修饰后棉织物静态水接触角度可达130.0°~160.0°,滑移角在7.0°~12.0°,十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷混合使用整理的棉织物超疏水效果最好,静态接触角为156.2°,滑移角为7.0°,并具备优异的耐洗涤和耐水冲击性能。     

蒙脱土杂化硅溶胶整理织物的热性能

采用溶胶-凝胶法制备蒙脱土纳米复合材料杂化硅溶胶,并将其应用于棉织物阻燃整理。通过红外(FT-IR)和X射线衍射(XRD)分析,研究了杂化硅凝胶的化学结构及插层后蒙脱土的层间距变化;通过热失重分析(TGA)及垂直燃烧测试,探讨了蒙脱土纳米复合材料对织物热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,蒙脱土纳米复合材料与硅溶胶发生物理作用,复合材料被包覆在凝胶薄膜中。杂化硅溶胶的成膜性较好,可在织物表面形成一层致密薄膜,提高了织物的热稳定性和阻燃性能,且耐洗性良好。     

棉织物无氟超疏水整理

针对含氟拒水剂不环保的缺点,采用无氟溶胶-凝胶法赋予棉织物疏水性能。先浸轧二氧化硅溶胶,再将烷烃硅氧烷自组装到棉织物上,成功制备了具有超疏水性能的棉织物。通过控制催化剂用量,制备不同粒径的二氧化硅溶胶,并讨论了溶胶粒径、烷基硅氧烷结构和浓度及皂洗次数对接触角的影响。采用这种方法整理后棉织物与水的接触角可达到155°。利用扫描电子显微镜观察二氧化硅溶胶整理前后棉织物的表面形态并对性能进行测试,结果表明整理前后棉织物的物理机械性能变化较小。     

棉织物溶胶-凝胶法的无氟拒水整理研究

以接触角作为评价依据，研究了纯棉织物经不同改性二氧化硅溶胶处理纯棉织物后的拒水性能。讨论了改性剂结构、浓度、处理物表面粗糙程度及洗涤次数对接触角的影响。试验表明，整理棉织物的拒水性随溶胶中烷基硅烷添加剂浓度和烷基链长度的增加而提高；改性溶胶处理后，织物的拉伸强力减小，而白度和透湿量变化不大。     

植酸掺杂硅溶胶协同体系对棉织物的阻燃整理

将植酸与硅溶胶掺杂后,采用轧-烘-焙工艺对棉织物进行阻燃整理,探究了植酸质量浓度、硅溶胶质量分数、焙烘时间、焙烘温度等工艺参数对棉织物阻燃效果及物理指标的影响.结果表明,植酸掺杂硅溶胶整理的棉织物阻燃性能优异,对白度、断裂强力影响较小.植酸掺杂硅溶胶阻燃整理的优化工艺参数为:植酸32 g/L,硅溶胶4.48 g/L,1...     

纳米TiO2/柞蚕丝素对棉织物的功能整理

用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶,并以该纳米TiO2和柞蚕丝素等的混合溶液对棉织物进行功能整理.用激光粒径仪表征了纳米TiO2溶胶及其柞蚕丝素整理液的粒径分布,测试了整理前后棉织物的抗紫外线性能、润湿性能(接触角)、悬垂风格、白度及撕破强力.结果表明:制得的纳米TiO2溶胶及其柞蚕丝素整理液中纳米粒子的平均粒径分别为13.31 nm和77.90 nm,经纳米TiO2/柞蚕丝素整理的棉织物抗紫外线性能优良,UPF值大幅增加,棉织物的柔软度、悬垂风格及吸湿性得到改善,撕破强力及白度稍有下降.     

Superhydrophobic cotton fabrics prepared by one-step water-based sol–gel coating

A simple one-step superhydrophobic coating method for cotton fabrics based on a modified silica hydrosol is presented in this study. The modified silica hydrosol was prepared by the co-hydrolysis/co-condensation of methyl trimethoxy silane and a non-fluoro compound, hexadecyltrimethoxysilane, via water-based sol–gel reaction under alkaline condition in the presence of a surfactant. The as-obtained products were characterized by particle size analyzer, scanning electron microscopy, scanning probe microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and thermal gravimetric analysis. Superhydrophobic cotton fabric with a water contact angle of 151.9° for a 5?μL water droplet and a water shedding angle of 13° for a 15?μL water droplet was successfully obtained.     

二氧化硅溶胶在棉织物上吸附的动力学研究

为确定二氧化硅溶胶在棉织物上的吸附动力学,采用硅钼蓝法对其进行了研究。通过对Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型的比较,确定二氧化硅溶胶在织物上的吸附符合Langmuir吸附模型;通过对不同初始浓度溶胶液性能的测定,确定了其反应级数为一级;通过测定不同吸附温度下残液中硅浓度的方法得到了不同温度下的吸附速率常数,其活化能为13.56 kJ/mol,指前因子A0为1.287s-1。     

介孔氧化硅/棉复合纤维对染料的吸附性能

为提高对纺织染料废水的吸附处理能力,利用共缩聚合成法和超支化聚合物修饰制备了复合介孔氧化硅纳米颗粒（HMSN）,通过静电自组装法将HMSN 引入阴离子化改性棉纤维表面,制备出了一种基于纤维素纤维以及功能化介孔氧化硅的复合纤维,实现对水溶液中有机染料的高效吸附;对材料表征并对相关吸附性能进行研究。结果表明,介孔氧化硅纳米颗粒呈现虫洞状介孔结构,复合纤维表面被平均粒径约为40 nm的功能化介孔氧化硅纳米颗粒覆盖,形成富含官能基团的复合介孔氧化硅/棉纤维吸附剂,对于水溶液中的染料刚果红有优越的吸附性能,吸附过程在180 min内达到平衡,平衡吸附容量可达195 mg/g。     

荧光黄染色棉织物改性硅溶胶整理

采用3缩-水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂,对正硅酸乙酯(TEOS)硅溶胶进行改性,测试了荧光黄染色棉织物经该改性硅溶胶处理后的反射率、摩擦牢度、拉伸断裂强力等性能变化。结果表明,随着GPTMS用量增加,荧光黄染色棉织物的湿摩擦牢度和荧光反射率逐渐增大;织物强度先增加后减小。当TEOS∶GPTMS的摩尔分数比为7∶3时,改性硅溶胶处理后的棉织物湿摩擦牢度为3级,较未处理织物提高了1级,织物经纬向断裂强力则分别提高14.7%和23.2%。扫描电镜观察表明,改性硅溶胶处理样品的表面形成一层薄膜,保护染料分子免受外力摩擦。