纳米自清洁棉针织服装的研究与开发

介绍了纳米TiO2材料的光催化反应原理,采用自制的纳米整理剂对棉针织物进行光催化自清洁整理,并且对整理前后的织物进行了扫描电镜、顶破混力、透气性等实验对比,结果发现,该复合纳米自清洁整理剂对棉针织物整理后,在保持织物原有性能的同时,具有较强的自清洁功能。     

棉织物的纳米TiO2自清洁整理

以钛酸丁酯为前驱体制备了纳米TiO2溶胶,用于棉织物的自清洁整理。研究了浸渍时间和焙烘温度、焙烘时间、水煮时间、皂洗次数等因素对棉织物自清洁效果的影响。结果表明,整理织物的自清洁效果随着浸渍时间的增加而提高,随着焙烘温度、水煮时间的增加先提高后减小,而焙烘时间过长对自清洁效果无利且织物强力和白度下降;通过对纳米TiO2溶胶的掺杂改性,可提高织物自清洁效果。     

纳米TiO2自清洁溶胶的制备及其性能

为使羊绒织物具有自清洁的性能,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制取纳米TiO2溶胶。以凝胶时间作为评价指标,通过对钛酸四丁酯、水、冰醋酸、无水乙醇及三乙醇胺的单因素分析,确定了各个反应物的配比范围,然后经过正交实验和优化分析确定了最佳配比,从而得出了最优制备工艺参数;通过对TiO2溶胶的含固量、纳米溶胶粒度、红外光谱的表征,得出纳米TiO2广泛存在。经TiO2溶胶整理后的羊绒针织物的自清洁效果进行测试,结果表明：自然光照射48h,经TiO2溶胶为80%的整理剂整理后,的羊绒织物可以将油渍完全分解,达到自清洁效果。     

纳米TiO_2负载棉织物的光催化性能

以钛酸丁酯(TBT)为前驱体,在超声低温条件下,在棉织物表面原位生成纳米级锐钛矿型TiO2,并对其光催化性能进行了研究。通过均匀试验设计,以在紫外光和可见光辐射下亚甲基蓝脱色率为评价目标值,对钛酸丁酯、冰乙酸及超声时间三个因素进行回归分析,得出优化工艺:钛酸丁酯4 m L,超声2.5 h,紫外光下脱色率为85.94%;钛酸丁酯4 m L,超声5.5 h,可见光下脱色率为76.58%。并对比了超声及常规水热法处理后负载TiO2织物的光催化性能。X射线衍射(XRD)分析可知,溶液中残留的TiO2粉体主要为锐钛矿型,粒径5.3 nm;扫描电镜(SEM)观察发现,棉织物表面不均匀分布大量纳米级TiO2颗粒;紫外-可见光谱(UV-VIS)测试显示,负载TiO2的织物在紫外光区有明显吸收,可见光区吸收平台上移,超声及水热处理时间的延长有利于增强织物对紫外和可见光的吸收。     

光催化自清洁纺织品的制备及其性能

为开发耐久性光催化自清洁纺织品,以聚偏氟乙烯（PVDF）与纳米TiO2 为原料,对涤纶织物进行涂层加工,制得具有光催化自清洁性能的纺织品。借助DigiEye 数码图像测色系统、扫描电子显微镜和能谱仪等对涂层织物的自清洁性能、自清洁涂层的耐磨性能以及自清洁涂层的耐老化性能进行测试。结果表明：随着纳米TiO2 质量分数的增加,涂层织物的自清洁效果增强,但涂层浆的流变性变差,自清洁涂层的均匀性降低,PVDF 对纳米TiO2 颗粒的黏合效果降低,自清洁涂层的耐磨性能下降,自清洁涂层的耐老化性能也逐渐下降;在纳米TiO2 质量分数为33.3%时,涂层浆流变性较好,自清洁涂层均匀性较好,涂层织物自清洁性能较好,且自清洁涂层的耐磨性能和耐老化性能较好。     

纯棉针织物的纳米抗紫外整理

为了提高纯棉针织物持久的抗紫外性能,采用溶胶-凝胶法,分别以钛酸正四丁酯、正硅酸乙酯为前驱物,制得纳米TiO_2溶胶和SiO_2溶胶,将纳米TiO_2溶胶和纳米SiO_2溶胶按体积比为2∶1配置成纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶,对纯棉针织物进行抗紫外整理。采用CARY50型紫外-可见-近红外分光光度计对整理前后的织物进行紫外光透过率测试,且用JIS洗涤方法检测抗紫外线耐久性,并对织物整理前后的白度、顶破强度等性能进行测试和分析。结果表明:经复合溶胶整理的纯棉针织物具有更好的抗紫外效果且经过30次水洗后,抗紫外性能良好;整理后,纯棉针织物的服用性能变化较小,基本上保持了织物原有的风格和性能。     

光催化自清洁涂层纺织品的制备

为解决自清洁纺织品的耐久性问题,简化加工工艺,以丙烯酸树脂与纳米TiO2 为原料,采用不同的加工工艺,在涤纶机织物表面进行涂层整理,制备了具有自清洁性能的涂层织物,用分解亚甲基蓝的方法对涂层织物的自清洁性能进行表征。采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对涂层织物的表面形貌及元素组成进行分析。结果表明：不同涂层工艺会影响织物的自清洁效果;一定范围内,涂层织物的自清洁性能随纳米TiO2 质量浓度的增加而提高,当TiO2 质量浓度达到30g/L 时,继续增大TiO2质量浓度,自清洁效果提升不明显;在经过不同类型以及不同次数的摩擦牢度测试后,自清洁效果保持良好。     

纳米TiO2在纯棉针织物抗紫外线整理中的应用

采用溶胶-凝胶技术制备纳米TiO2,并通过X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-VIS)对其晶型结构和透光率进行表征。应用浸轧-焙烘工艺将自制的纳米TiO2整理剂整理到纯棉针织物上,结果表明:整理后织物的紫外线透过率明显降低,而且紫外线的屏蔽范围较宽,该方法可赋予织物良好的抗紫外线性能。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究北大核心

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

二氧化钛水热改性涤/棉混纺织物的自清洁性能

为赋予涤/棉混纺织物光催化自清洁性能,基于水热合成技术,分别使用钛酸四丁酯、硫酸钛以及硫酸氧钛在涤/棉混纺织物表面负载纳米TiO₂颗粒,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和紫外-可见光漫反射光谱仪等对TiO₂改性涤/棉混纺织物的结构和性能进行分析,比较了不同种类TiO₂前驱体改性涤/棉混纺织物可见光下降解污物的自清洁能力。结果表明:较钛酸四丁酯和硫酸钛改性的涤/棉混纺织物,硫酸氧钛改性涤/棉混纺织物接枝的锐钛矿型TiO₂颗粒多且尺寸小,光吸收能力增强,禁带宽度减小,其光催化自清洁性能优异,5次洗涤后自清洁性能没有明显减弱。     

纳米TiO2／SiO2复合水溶胶整理纯棉有色织物

采用自制的纳米TiO2/SiO2复合水溶胶对纯棉有色织物进行功能整理.测试纯棉染色织物整理前后的色光、染色牢度、透气率、硬挺度及断裂强度的变化,探讨纳米TiO2/SiO2复合水溶胶整理对纯棉染色织物性能的影响.结果表明,经TiO2/SiO2复合水溶胶整理的织物色光略有变化,各项色牢度变化较小;整理后织物断裂强力损失较严重,但透气性提高,手感基本无变化.     

银/二氧化钛可见光催化自清洁织物的制备及其性能

为制备基于可见光光催化降解机制的自清洁织物,吡咯(Py)为单体,以硝酸银为银源,通过化学氧化聚合在商业化的纳米二氧化钛(TiO2 )表面形成聚吡咯掺杂银包覆层(PPy-Ag/ TiO2 ),然后高温焙烧去除PPy,获得可见光响应催化剂银/ 二氧化钛(Ag/ TiO2 )。通过共分散溶液用浸渍涂覆法将其涂覆到聚丙烯腈(PAN)纤维上,经加捻、合股织制成织物。借助扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、热重分析仪、紫外可见分光光度计等测试织物的结构和性能。结果表明：Ag/ TiO2 粒子较均匀地负载到PAN 纤维表面,其负载率约为3. 17%;涂覆Ag/ TiO2 的织物对亚甲基蓝、罗丹明B 和红酒在可见光下具有良好的降解作用,表现出良好的自清洁效果;经多次洗涤后,该织物仍保持良好的光催化效果,具有良好的耐洗牢度。     

含纳米TiO2毛织物的抗菌性能研究

结合现行织物抗菌性能的试验方法和标准,设计了光催化型抗菌织物的测试方法:采用抑菌圈法定性研究了毛织物与纳米TiO2复合后的抗菌性能,通过正交试验方案,以菌落计数法定量探讨了负载纳米TiO2毛织物的抗菌最佳工艺.结果表明:毛织物负载纳米TiO2适量时,光强是影响织物抗菌性的一个重要因素,菌悬液的浓度对织物抗菌性有直接影响;通过正交试验分析:光强为抗菌性的最大影响因素,TiO2负载量次之,光照时间最小.TiO2分散液5 mL,光照时间18 h,紫外光强6.6 μW/cm2为最佳处理方案,杀菌率达到96.57%.     

针织物纳米TiO2防紫外转移涂层

利用纳米TiO2的防紫外线性能,采用转移涂层技术将其涂覆于白色纯棉针织物上.试验表明,织物表面涂层含质量分数为0.8％的TiO2,就具有良好的防紫外线性能,且效果持久.经过测试,15次水洗,紫外线防护系数UPF仍大于50,UVA则小于5％,服用性能不受影响.     

光催化自清洁整理剂制备及在涤棉织物上的应用

Tb掺杂的TiO2粉体材料,能有效增加纳米材料在紫外光区的吸收,提高光催化效率。以纳米Tb掺杂的TiO2复合粉体为原料,聚乙二醇为分散剂,对粉体进行有效分散,制得一种分散均匀、平均粒径约为50 nm的自清洁整理剂。通过正交试验,得出最佳分散工艺条件为:纳米TiO2粉体1 g/L、聚乙二醇分散剂1 g/L,pH 7.0,高剪切作用时间30 min,剪切机转速为5 000 r/min,超声波作用时间10 min。采用合适的整理工艺对涤棉织物进行功能性整理,并对整理试样滴上红色辣椒油,最后对含有辣椒油的织物的K/S值进行测试。结果表明,该纳米自清洁整理剂整理过的织物具备良好的可见光催化自清洁性能,相对织物质量整理剂质量分数在11%及以上的织物试样,在24~48 h内就可以将其上的辣椒油污完全分解,显示良好的光催化自清洁性能。     

负载纳米TiO2织物的制备及甲醛降解

 为提高室内装饰织物对甲醛的吸附能力及过滤纺织材料对甲醛的过滤能力,采用射频磁控溅射方法,在纯棉机织物和涤纶针织物表面负载二氧化钛(TiO₂)功能纳米结构层。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别分析其表面形貌和晶态结构,对2种负载TiO₂织物光催化降解甲醛气体的性能进行了对比分析。实验表明,在相同制备工艺条件下,TiO₂功能层的结构形态有较大区别,且负载纳米TiO₂的棉织物光催化降解甲醛气体的性能优于负载纳米TiO₂的涤纶织物。     

棉织物的Ag负载纳米TiO2溶胶功能整理

采用溶胶-凝胶法在低温条件下制备了Ag负载纳米TiO2溶胶,并将其应用于棉织物的功能性整理,利用XRD、TEM、XPS、SEM等手段进行表征,测定了织物的光催化性能、抗菌性能和抗紫外线性能。结果表明,通过加入络合剂和还原剂,可在低温条件下制备Ag负载纳米TiO2溶胶,且所制备的纳米TiO2为锐钛矿型。棉织物经Ag负载纳米TiO2溶胶整理后,光催化性能有极大提升,当沉积量为3%时,其光催化性能最佳;同时,整理织物表现出优异的抗菌性能和抗紫外线性能。     

纳米二氧化钛防紫外线转移涂层整理

制备了含纳米二氧化钛的涂层剂,并采用转移涂层技术将其整理在白色纯棉针织物上。研究了涂层整理条件的影响因素,并分析了涂层剂中最佳的纳米TiO2含量和整理后织物的耐水洗性能。结果显示,正交试验确定的最佳涂层整理条件为:面涂厚度0.10 mm、面烘温度140℃、面烘时间3 min,底涂厚度0.20 mm、底烘温度120℃、底烘时间2 min,轧辊距离0.25 mm;当涂层剂中TiO2含量为0.8%时,经最佳工艺整理过的针织物水洗15次后仍具有良好的防紫外线性能。     

纳米自清洁整理技术在针织物上的应用

以腈纶罗纹针织物为例,介绍了纳米自清洁整理技术的流程和工艺,通过分析分散剂用量与沉降率的关系,筛选出分散剂B,其最佳用量为整理织物重量的9%.对比了在紫外光和自然光照射下的自清洁效果,测试了织物的服用性能.结果表明:织物经25 h紫外光照射后,残留于织物上的油渍完全分解;织物经自然光照射10天,残留于织物上的油渍才能完全分解.自清洁整理对织物的服用性能无影响.