织物上二氧化硅/聚乙烯亚胺光子晶体生色结构的制备

与传统染料的化学色相比,结构色不依靠色素着色,具有高饱和度、清洁环保、不褪色等特点,因而成为研究热点。实验采用溶胶—凝胶法制备二氧化硅纳米球,应用静电和垂直沉积自组装法在织物表面构建光子晶体生色结构薄膜。为保证薄膜与织物界面的牢固性,利用水溶性胶黏剂进行处理。通过激光粒度分析仪、扫描电镜、接触角测量仪、红外光谱仪、摩擦实验等对不同处理的织物进行测试。结果表明：随着氨水用量的增加,二氧化硅纳米球粒径增大;经过二氧化硅/聚乙烯亚胺自组装和水溶性胶黏剂处理后,二氧化硅纳米球可以有序、牢固地黏附于织物表面形成光子晶体结构;织物发生颜色变化,在不同角度下呈现着明显的颜色差异,具有高亲水性与耐摩擦性。     

光子晶体结构生色碳纤维/涤纶混纺纱线的制备及其性能

针对碳纤维难着色的问题,提出利用结构生色实现碳纤维/涤纶混纺纱线的着色。以聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)胶体微球为结构基元,利用浸渍提拉法在碳纤维/涤纶混纺纱线上构筑光子晶体生色结构。分析组装液质量分数和自组装温度对结构色的影响,探究胶体微球在纱线表面组装成光子晶体的过程,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装技术提升结构生色纱线的色彩耐久性。结果表明：当组装液质量分数为70%、自组装温度为40℃时,可以在纱线表面构筑得到结构色明亮的光子晶体;胶体微球在纱线表面的组装过程归纳为预备阶段、堆砌聚集和完备阶段;经PDMS封装后的结构生色纱线经历水洗摩擦后依旧保持原有的色彩鲜艳度。该研究可为实现彩色碳纤维制品的现代化生产和应用提供新的策略。     

非晶光子晶体结构色织物的制备及其数值模拟

为深入研究非晶光子晶体结构,实现对结构色的有效调控,将经快速氧化制备的壳核结构聚苯乙烯/聚多巴胺(PS/PDA)微球在棉织物上构建三维非晶光子晶体结构,采用Rsoft软件建立数值模型对其光学性质进行计算.探究晶体微球粒径、光线入射角度对光子晶体反射率的影响,并通过CIE标准色度系统得到色品坐标,在CIE色度图中直观地反...     

二氧化硅光子晶体在涤纶织物上的结构生色

以200-400 nm单分散二氧化硅胶体微球为结构单元,采用垂直沉积自组装法,在涤纶织物上构建三维有序的的面心立方(FCC)结构二氧化硅光子晶体,呈现双面结构生色效果。通过对涤纶织物上结构色的三维视频显微镜和反射率光谱分析,研究了二氧化硅胶体微球粒径和观察角对光子晶体结构色的影响。研究结果表明：涤纶织物上光子晶体结构色与光子禁带位置密切相关,其禁带位置可随二氧化硅胶体微球的粒径和观察角的变化而发生改变。     

结构生色织物的研究进展

结构生色是一种无需化学染料即可实现纺织品染(着)色的新型上染技术,由于其具有不易褪色、饱和度高、亮度高等特点,在纺织印染行业具有较大的发展潜力。综述了采用胶体自组装法、磁控溅射法和原子层沉积法制备结构生色织物的研究进展及各方法的优缺点,介绍了通过添加黏合剂、使用软质微球和夹层结构3种方法来增强结构生色织物的机械稳定性,并对目前结构生色织物制备中存在的问题进行了总结。     

聚苯乙烯/铁-单宁酸配合物微球在棉织物上的结构生色

针对目前基于多巴胺制备结构色织物的过程耗时及成本高的问题,采取单宁酸替代多巴胺快速实现结构色效果,制备了聚苯乙烯/铁-单宁酸配合物(PS/TA-Fe³⁺)微球,并通过重力沉积法在棉织物表面构建无规密堆积的非晶胶体阵列。采用马尔文纳米粒度分析仪、场发射电子显微镜、透射电子显微镜和显微角分辨光谱仪对聚苯乙烯(PS)微球、PS/TA-Fe³⁺微球和结构色织物进行了表征,探究了适宜的单宁酸和Fe³⁺用量,表征了结构色织物表面PS/TA-Fe³⁺微球的排列、结构生色效果及PS/TA-Fe³⁺涂层的结构稳定性。结果表明:当单宁酸用量为10%、单宁酸与Fe³⁺的量比为10:1时,制备的PS/TA-Fe³⁺微球粒径均匀、单分散性较好,结构色织物颜色柔和明亮,不具备角度依赖性,且具有良好的耐洗涤和耐摩擦性能。     

纺织基材上P(St-MAA)/WPU复合光子晶体生色结构的快速制备及其性能

为快速制备兼顾结构色效果和结构稳定性的光子晶体生色结构,提出了一种采用填充法制备复合光子晶体的方法。先将聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))胶体微球预组装液喷涂于涤纶基材上制备光子晶体,再利用水性聚氨酯(WPU)对P(St-MAA)光子晶体上进行二次喷涂,最终得到P(St-MAA)/WPU复合光子晶体。探究WPU质量分数对光子晶体排列、结构色效果、结构稳定性的影响,并分析P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的光学性能。结果表明：喷涂WPU不会破坏光子晶体原有的规整排列,其会优先渗入P(St-MAA)微球间的缝隙中,逐渐替代原光子晶体内中的空气,最终实现对P(St-MAA)微球的包裹;WPU的填充使得P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的平均折射率增加,结构色色相产生红移现象;P(St-MAA)/WPU复合光子晶体的结构稳定性高于P(St-MAA)光子晶体,且WPU的质量分数越大,稳定性改善程度越明显;喷涂WPU后所得的复合光子晶体结构仍呈现出良好的结构色效果且虹彩效应明显。研究结果为在纺织基材上快速制备兼具鲜艳结构色和稳定结构的光子晶体提供了简便方法,可推动光子晶体生色结...     

非晶光子晶体结构色织物的制备及其研究进展

非晶光子晶体结构色呈色明亮,制备过程节能环保,与光子晶体结构色相比,不会随观察角度的变化而变化,在纺织印染行业具有较大的发展潜力。本文综述了非晶光子晶体结构色的生色原理、非晶光子晶体的分类、非晶光子晶体结构色织物的制备方法及国内外的研究进展。最后对非晶光子晶体结构色织物制备中存在的问题和其结构色织物未来研究方向进行了分析,并指出关键问题,从而促进非晶光子晶体结构色织物的实际应用。     

基于光子晶体的结构色织物研究进展

针对传统印染行业污染高、能耗高的问题,综述了一种绿色环保的纺织着色印染方式,即结构生色的织物着色方法;分析了其光子晶体结构的生色原理,并将采用光子晶体结构的色织物制备方法总结为一步法和二步法。一步法为直接在织物表面涂覆结构色材料,其中重力沉降法和垂直沉积法制备方法简单,静电自组装法结构色织物的厚度可控,喷墨打印法可实现织物的局部精准着色,雾化沉积法适用于不规则织物表面的印染,磁控溅射法适用于各种材料织物的染色;二步法为从结构色纤维、纱线到织物的制备方法,制备步骤复杂,但制备织物的力学性能较一步法好,印染织物后其色牢度优。最后总结了结构色织物在发展中存在的问题。     

光子晶体在织物表面的色泽呈现

为探究结构色在织物显色方面的可行性以及织物组织结构对光子晶体结构色显色效果方面的影响,选用不同织物组织结构的黑色涤纶织物为基材,采用经典的Stöber 法制备高圆整度、单分散、粒径为150 ～300 nm 的Sio2微球,通过垂直沉积自组装法将微球组装在涤纶织物上得到显色效果较佳的光子晶体结构色。使用Lambda-35 紫外可见分光光度计进一步验证不同织物组织结构上光子晶体结构色的显色差异。结果表明：在相同自组装工艺条件下,织物组织结构不同造成的反射光强度差异将会影响光子晶体结构色的呈现;相比于平纹织物表面的结构色,缎纹织物的结构色亮度相对较暗。     

针织物表面结构色的构建

为减轻印染行业带来的环境问题,将生色效果良好的光子晶体结构色运用于针织物表面。首先制备大小均匀、粒径可控的二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒,然后通过重力沉降法将颗粒自组装到不同的针织物表面获得结构色。探讨了SiO₂颗粒粒径、自组装温度、织物组织结构对针织物表面结构色显色效果的影响。结果表明:不同粒径的SiO₂纳米颗粒在针织物上产生了不同的结构色,结构色的反射波峰的波长由SiO₂的粒径决定,且符合布拉格衍射定律;在其他实验条件相同的情况下,较低温度的自组装所得到的结构色显色效果较好,较光滑的纬平针织物的显色效果要更优。     

柔性光子晶体结构生色膜的制备及其光学性质

针对硬质纳米微球所构筑的光子晶体在外力作用下结构易损坏,结构色耐久性差的问题,采用分步法合成内刚外柔型聚苯乙烯/聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)(PS/P(MMA-BA))纳米微球,然后通过熔融剪切法快速制备柔性光子晶体结构生色膜。结果表明:纳米微球制备中内核交联剂二乙烯苯(DVB)可增加PS内核的交联密度和折光指数,使之与外层产生一定的折光指数差,且可与外层P(MMA-BA)共价连接;外层交联剂甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)可使纳米微球外层形成一定的交联点而提高外层的稳定性;当DVB用量为苯乙烯(St)的12.5%,ALMA用量为MMA与BA总量的0.3%时,光子晶体结构生色膜具有优良光学性质和力学性质,产生的结构色鲜艳明亮,且耐弯折、耐冲洗、耐摩擦;适应此类纳米微球组装的熔融剪切法,能快速大面积制备柔性光子晶体结构生色膜。     

涤纶织物上自交联型P(St-NMA)光子晶体的构筑及其结构稳固性

为提升光子晶体生色结构在纺织基材上的稳固性,以自交联型聚(苯乙烯-N-羟甲基丙烯酰胺)(P(St-NMA))胶体微球为结构基元,通过数码喷印技术将其施加到涤纶织物上构筑光子晶体生色结构。观测P(St-NMA)微球的形貌,表征光子晶体的排列和结构色效果,并测试和对比PSt和P(St-NMA)2种光子晶体生色结构在基材上的稳固性。结果表明:P(St-NMA)胶体微球具有典型的核壳结构,其中疏水性的聚苯乙烯(PSt)为核层,亲水性的聚N-羟甲基丙烯酰胺为壳层;P(St-NMA)光子晶体生色结构排列规整,色彩鲜艳、虹彩明显;相比PSt光子晶体生色结构,P(St-NMA)光子晶体生色结构的稳固性显著提升,经折叠、水洗后不易脱落。     

全光谱SiO2结构色薄膜的加色法制备及其光学性能

为解决在制备不同粒径的小球来实现全光谱结构色过程中工作量大的问题,采用溶剂调控法合成粒径均匀的304、260、200 nm的SiO₂纳米颗粒,利用三原色加色法原理将3种不同粒径的纳米SiO₂悬浮液按照不同质量比两两混合,然后放在烘箱中进行重力沉降自组装,制备出全光谱非晶光子晶体结构色薄膜,探究混合比例对SiO₂光子晶体结构色的影响。同时为提高结构色的饱和度,将墨水添加到不同混合比例的SiO₂悬浮液中,研究墨水质量分数对光子晶体结构色的影响。结果表明：随着小粒径SiO₂比例的增加,结构色会出现蓝移现象;墨水质量分数越高,结构色亮度越低,色度呈先增加后减小趋势,当墨水质量分数为0.4%时,结构色饱和度最好。     

胶晶构筑材料研究进展及其在纺织中的应用

单分散胶体微球的自组装具有方法简单、成本低和无需昂贵复杂设备的优点,是构建胶体晶体的重要途经.综述了无机类、聚合物类及复合类胶体微球的研究现状,分析了各自的优点与不足;详细介绍了胶体光子晶体概念、生色机理、胶体光子晶体的构筑、制备方法及在纺织品领域的应用研究,特别是光子晶体结构色纤维以及光子晶体结构色织物.     

超声时间对聚偏氟乙烯／SiO2平板膜性能和结构的影响

为得到性能稳定的平板膜,将纳米粒子SiO2填充到聚偏氟乙烯（ PVDF）中,添加非离子型表面活性剂吐温80,对含有纳米SiO2的乳液进行超声波分散,利用超声空化作用使得纳米粒子分散均匀,通过相转化法制备出PVDF超滤膜。通过差示扫描量热法、X射线衍射分析不同超声时间对膜结晶度的影响,采用全反射傅里叶红外光谱考察膜的官能团结构有无变化,并对膜的表面和截面形貌进行扫描电镜观察。结果表明：不同超声时间并没有改变膜的结晶度,但是微观结构不同。测试了膜的亲水性、力学性能和渗透性能,结果表明,亲水性、力学性能、纯水通量均随着超声时间的延长,先达到最佳值随后开始减弱,超声时间对牛血清白蛋白的截留率没有明显的影响。