纳米SiO_2溶胶的制备及其对棉/麻织物的疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,氨水为催化剂,制备纳米SiO_2溶胶,并用于棉/麻织物的疏水整理,对整理后织物的疏水性进行测试。结果表明,浸轧2次以后纳米SiO_2对织物的上载率趋于稳定,且浸轧4次后的棉织物与水的接触角为137.16°,电镜结果表明织物表面更加粗糙,有利于提高织物的疏水性。     

改性硅溶胶疏水棉织物的制备及表征

为了获得具有疏水功能的棉织物，采用溶胶法制备了改性硅溶胶整理液，并通过浸轧处理制得疏水棉塔夫绸织物。以Box-Behnken响应面法计算出最优工艺参数，通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能等测试表征织物的结构与性能变化。结果表明，最优工艺参数为：乙醇添加量1 mL、HDTMS质量分数2.25%、草酸浓度0.1 mol/L。在此最优工艺下整理得到的棉塔夫绸织物接触角为138.5°,使用十二烷基磺酸钠皂洗5次后接触角下降至128.5°。织物经纬断裂强力由1 502.11、562.15 N下降至1 357.79、455.16 N,断裂伸长率变化不大，透气性先下降后上升。     

超疏水棉织物的硅水溶胶制备法

为制备超疏水纺织品,通过水性溶胶-凝胶反应,在表面活性剂作用下制备了含甲基纳米SiO2（M-SiO2）和十六烷基改性纳米SiO2（H-SiO2）水溶胶,分别采用二步法（即先用M-SiO2水溶胶对棉织物浸轧处理,再进行低表面能修饰）、一步法浸轧H-SiO2水溶胶对棉织物进行超疏水整理。结果表明,制备的M-SiO2和H-SiO2水溶胶较稳定,粒径分布较窄,而H-SiO2水溶胶更容易在棉纤维表面引入致密的低表面能粗糙疏水膜,与二步法相比,一步法整理棉织物接触角达到152.1°,滚动角为8°,沾水等级100,具有工艺简单、节省原料、动态疏水效果更佳的优势。     

棉织物的溶胶-凝胶法拒水整理研究

采用正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体,乙醇为溶剂,盐酸为催化剂制备硅溶胶,并加入添加剂对棉织物进行改性;测试整理后织物的拒水性能,以及织物的手感、透气性、断裂强力和染色性能的变化.结果表明,溶胶拒水整理略降低织物的透气性和手感,而断裂强力有所提高;直接染料染色织物拒水整理后,色光略有变化,颜色加深,牢度基本不受影响.     

涤纶织物的硅溶胶-凝胶阻燃抗熔滴整理

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,乙醇(EtOH)和水(H_2O)为溶剂,盐酸(HCl)为催化剂,通过TEOS的水解缩聚反应制备硅溶胶。以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为膨胀型阻燃剂,二乙基次膦酸锌(ZnPi)为阻燃协效剂,复配得阻燃体系掺杂于硅溶胶,并将其用于涤纶织物的阻燃整理。整理品氧指数可达29.3%,垂直燃烧级别可达B1级。用热重分析仪分析整理品的热稳定性,用扫描电镜观察整理品残炭形貌。     

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。     

碱性硅溶胶改性及其对荧光黄耐光性能影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,氨水为催化剂制备碱性硅溶胶,采用偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对其进行改性,探讨了偶联剂用量对改性硅溶胶吸光度、粒径及其分布的影响;采用FT-IR红外光谱和热失重对改性前后硅溶胶进行分析;将改性硅溶胶整理到荧光黄染色棉织物上,对织物的耐光性能进行测试.结果表明,当n(TEOS)∶n(GPTMS)=7∶3时,改性硅溶胶的吸光度最小,粒径最小;FT-IR红外光谱和热失重分析证明了未改性硅溶胶表面有大量羟基存在,改性硅溶胶表面的羟基被GPTMS中的有机链取代;当n(TEOS)∶n(GPTMS)=7∶3时,水溶性荧光黄染棉织物经改性硅溶胶整理后耐光性提高了38%.     

棉织物的甲基丙烯酸十八酯疏水整理

采用甲基丙烯酸十八酯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,乙醇为溶剂对棉织物进行疏水整理。整理后的织物上覆盖甲基丙烯酸十八酯聚合物,表面能降低,疏水效果明显提高。以静态水接触角和淋洗测试来间接反映改性棉织物疏水性能,并用红外光谱、扫描电镜对整理后的棉布形貌和结构进行表征。结果表明,整理后的接触角可以达到132.5°,疏水效果较好。     

有机硅改性水性聚氨酯柔软剂的合成及性能

合成了一种有机硅改性水性聚氨酯柔软剂,并用于纯棉织物的柔软整理。优化的应用工艺为:浸轧50 g/L柔软剂,二浸二轧,轧余率80%,105℃预烘3 min,130℃焙烘1 min。经自制柔软剂整理后,棉织物的白度和柔软性能与两种市售柔软剂的效果基本相当,且整理后棉织物的断裂强度和抗皱性能均有所提升。     

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.     

高导电性聚吡咯涂层织物的制备

为将聚吡咯导电材料应用于纺织领域,开发具有优良导电性及导电稳定性的功能性纺织面料,利用氢氧化钠/尿素体系对棉针织物表面进行改性,通过原位聚合的方法将聚吡咯沉积于改性的棉针织物表面制备导电织物,探讨了吡咯单体浓度、氧化剂用量、掺杂剂浓度、掺杂剂种类、反应温度和时间等参数对织物导电性的影响。将织物在空气、水中的导电稳定性进行对比,筛选出合适的掺杂剂。结果表明:5-磺基水杨酸钠(浓度0.015 mol/L)为掺杂剂,吡咯浓度为0.3 mol/L,氯化铁浓度为0.4 mol/L,在0 ℃下聚合反应4 h时,聚吡咯涂层后棉织物的表面方阻可降为1.4 Ω/□,而且涂层织物在空气中的导电稳定性好于其在水中的稳定性。     

季铵化溶胶稳定性影响因素及其抗菌性能

为改善棉织物的抗菌性能,采用溶胶-凝胶法将季铵盐整理到织物表面。以正硅酸乙酯、乙醇为原料,盐酸为催化剂,季铵盐为添加剂制备阳离子季铵化溶胶。探讨酸、水、溶剂乙醇与前躯体正硅酸乙酯的物质的量比和反应温度对阳离子溶胶稳定性的影响。结果表明：盐酸用量增大,反应温度升高,溶胶的黏度增大,离心稳定性降低;随着体系水量的增加,溶胶的黏度先增大后减小,离心稳定性先降低后升高;乙醇量增大,溶胶的黏度降低,离心稳定性提高。经溶胶整理后的织物对金黄色葡萄球菌表现出良好的杀菌性能且具有较好的耐水洗性。     

Preparation and characterization of highly dispersed silica nanoparticles via nonsurfactant template for fabric coating

Highly dispersed silica nanoparticles used for fabric coating were synthesized via nonsurfactant template sol–gel reaction with tetraethoxysilane (TEOS) and γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) in the presence of dodecanol, alkaline catalyzer, and ethanol. With the optimum conditions of 4 g of dodecanol, 3 mL of alkaline catalyzer, and 30 wt% GPTMS, the silica particle size was 305 nm and the polydispersity index was 0.022. FT-IR spectra confirmed that the alkyl chain and epoxy group of GPTMS had been bonded onto the surface of silica nanoparticles due to the characteristic peaks at 2980 and 910 cm^?1. The GPTMS-modified silica nanoparticles presented higher dispersion compared with the unmodified particles from SEM micrographs. The anti-ultraviolet property and rubbing fastness of the coated fabrics were enhanced as the doped amount of modified silica nanoparticles were increased to 5 wt%. The nonsurfactant template sol–gel method presents simple, facile, and cost-effective potential on the promising application of preparing highly dispersed silica nanoparticles.     

Fabrication of photochromic,hydrophobic, antibacterial,and ultraviolet-blocking cotton fabric using silica nanoparticles functionalized with a photochromic dye

The aim of this work was the fabrication of cotton fabric with multifunctional properties such as photochromic, hydrophobicity, antibacterial, and ultraviolet (UV) blocking. In this regard, a mixture of silica nanoparticles with spirooxazine as a photochromic dye first applied on the cotton fabric, and then, the fabric surface was coated with an alkylsilane compound. The homogenous distribution of silica and silica/spirooxazine hybrid on the cotton fibers was established by field emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray mapping. X-ray diffraction patterns confirmed the amorphous nature of the hybrid on the treated cotton fabric. The photochromic effect of the fabrics was measured after 5-min sunlight irradiation. Other characteristics of treated fabrics, such as antibacterial activity, hydrophobic properties, and UV-blocking activity, were also assessed. The results indicated that adding silica nanoparticles to spirooxazine had a tangible effect on photochromic activity of treated cotton fabrics and its photochromic performance was higher than that of the photochromic dye. The fabric showed stable hydrophobicity with static water contact angle values of 141.2° ± 1°. Moreover, the coated cotton fabric demonstrated proper antibacterial properties and UV-blocking activity.     

疏水性导电聚吡咯整理棉织物的制备及其性能

为提高纺织品的多功能性如导电和疏水性等,在棉织物表面合成了疏水导电高分子材料聚吡咯。通过加入低表面能的掺杂剂来调控聚吡咯的疏水性与导电性,并对聚吡咯整理棉织物的表观形貌、电导率、接触角及K/S值等进行表征。结果表明,以木质素磺酸钠(LGS)为模板,掺杂 0.025 mol/L全氟辛基磺酸钾(KPFOS)制得的聚吡咯整理棉织物疏水性能最佳,且达到超疏水状态;以蒽醌-2-磺酸钠盐(AQS)为软模板、掺杂十二烷基苯磺酸(DBSA) 的聚吡咯复合棉织物电导率最大。以AQS为软模板且以0.01 mol/L DBSA掺杂的聚吡咯整理棉织物综合性能较好: 接触角为131.2°,电导率为61.4 S/cm。因此通过模板的微观形貌控制以及烷基链或全氟烷基链的掺杂,可得到同时具备良好导电和疏水性能的聚吡咯整理棉织物,但其掺杂剂的调控机制仍需进一步研究。     

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。     

PTFE膜复合织物的防水透湿性能研究

以不同厚度的聚四氟乙烯(PTFE)膜作为防水透湿膜,通过层压加工,分别对3种织物(纯棉织物、涤/棉织物和涤纶织物)进行防水透湿改性,制得3种具有防水透湿性能的复合织物(纯棉复合织物、涤/棉复合织物和涤纶复合织物)。探讨PTFE膜厚度及织物种类对复合织物的防水透湿性能的影响,结果表明:随着PTFE膜厚度增加,复合织物的透湿性和静水压会有所提高;PTFE膜厚度越小,复合织物的疏水性越好;PTFE膜厚度对复合织物的抗沾湿性能的影响较弱。就织物种类而言,涤纶复合织物的抗沾湿性能最好,沾水等级可达4级,水接触角最高为131.0°,具有良好的疏水性;纯棉复合织物的透湿率和静水压最高分别达5504 g/[m^2·(24 h)]和32.41 kPa,防水透湿性能优异,具有很好的应用前景。     

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,110℃焙烘2 min。该工艺处理后的棉织物极限氧指数为30.7%,损毁长度为12.5 cm。     

水性聚氨酯的合成及其在棉织物表面的应用

 采用聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为预聚原料,三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂合成具有交联结构的水性聚氨酯多元醇分散体,与多异氰酸酯固化剂组成双组份水性聚氨酯涂层,并将其应用于纯棉织物表面以研究涂层对棉织物耐水性能的影响,实验对涂层织物进行了扫描电镜(SEM)、表面接触角和吸水率测试。结果表明,经过处理的织物表面纤维束都被涂层粘附在一起,表面具有很好的疏水性,对水的接触角可以达到130°,而且织物吸水率降低至9%,另外经过处理的织物还具有很好的耐水洗性,在反复经过水洗12次后,其接触角仍能达到90°以上,吸水率比处理前也要小得多。