來源: 王黎明,沈 勇,張惠芳,丁 穎,秦偉庭,王曉娟
關鍵字: :整理 光觸媒整理劑 納米二氧化鈦 改性 棉織物
前言
納米光觸媒應用于紡織品,可賦予光催化功能,進而使其獲得降解揮發(fā)性有機化合物(VOC)、除異味、抗菌、防污或自清潔等功能。將這類光觸媒功能紡織品用于汽車內飾材料和室內裝飾家紡用品,可持久地降解VOC,凈化車內和室內空氣。
目前,國內外將納米光觸媒應用于紡織品的方法主要有兩種:一種是將納米光觸媒與紡絲原液共混紡絲;另一種是將 納米光觸媒涂覆在纖維或織物表面。這兩種方法都存在一個如何有效解決光觸媒與空氣和光線充分接觸以產(chǎn)生光催化作用的問題,以及如何控制光觸媒本身對纖維性能造成影響的問題。因為織物上的光觸媒在發(fā)揮光催化功能的同時,也容易使纖維材料劣化。光觸媒的強氧化能力會使纖維的大分子鏈段部分斷裂,從而削弱纖維的超分子結構,最終導致纖維宏觀機械性能的下降。因此,在應用納米TiO2光觸媒劑處理織物,開發(fā)具有光觸媒功能紡織品時,應對光觸媒造成纖維材料劣化的問題引起足夠重視。
本項目在自制的改性納米光觸媒水溶膠基礎上,引入硅氧基等保護基團,制成具有反應性基團的納米有機化合物,并進行必要的與纖維基材之間的化學隔離,以提高納米TiO2 與纖維的反應性和負載納米光觸媒織物的穩(wěn)定性。同時,采用接枝或交聯(lián)方法,進一步優(yōu)化納米TiO2 在織物上的分散均勻性及其與纖維結合的堅牢度,使紡織品既獲得耐久性光催化降解性能,又不會產(chǎn)生明顯的劣化現(xiàn)象。
1 試驗
1.1 材料
光觸媒整理劑 未改性納米TiO2;自制改性納米TiO2整理劑Nano PC,Nano PC-1,Nano PC-2和NanoPc-3[其中,Nano PC未加交聯(lián)劑;,Nano PC-1,Nano PC-2和Nano PC-3分別由Nano PC與一定量的交聯(lián)劑PU(聚氨酯),CHS(羥基硅油),HS(含氫硅油)和s(丙烯酸)復合而成]。
織物:l8.2 tex X 18.2 tex 268根/10 am x268根/10 cm全棉平紋織物(半制品,上海申達二印染整公司)。
1.2 整理工藝
二浸二二軋(整理劑用量l%,軋液率80%)-預烘(80 ℃X 5 min)-焙烘(130~150℃ ,3~5 min)-水洗-皂洗-烘干
1.3 測試方法
1.3.1 甲醛降解率
靜態(tài)測試法吸取375 mg/L甲醛溶液100 mL置于表面皿,然后放人玻璃干燥器底部,中間墊上陶瓷透氣板。在一半徑為12 cm的培養(yǎng)皿里放人100 mL蒸餾水作為吸收液,用橡筋把測試織物扣在培養(yǎng)皿上,隨后把培養(yǎng)皿置于玻璃干燥器的陶瓷透氣板上,蓋上涂過密封膠的玻璃蓋,將干燥器放入自制的VOC降解測試箱,用紫外燈照射24 h;取出培養(yǎng)皿,用移液管吸取5 mL甲醛吸收液,加入5 mL乙酰丙酮,與空白試劑(5 mL蒸餾水+5 mL乙酰丙酮)一起在60℃水浴中顯色0.5 h,冷卻后用724型分光光度儀在414 nm波長下測吸光度,對照標準曲線得到甲醛溶液濃度,按式
(1)計算降解率:

式中:a-光觸媒整理前織物對應吸收液的甲醛濃度;
b- 光觸媒整理后織物對應吸收液的甲醛濃度。
1.3.2 棉纖維聚合度
采用銅氨溶液法。
1.3.3 織物強力
斷裂強力參照GB/T 3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第l部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》,在YG(B)026D-250型電子織物強力機上測試。
撕破強力參照GB/T 3917.1-l997《紡織品織物撕破性能第一部分:撕破強力的測定沖擊擺錘法》,在YG033織物撕裂儀上測試。
2 結果與討論
2.1 納米TiO2的表面改性
納米TiO2 粒子表面富含大量鈦羥基(Ti-0H),具有良好的親水性和反應性,易與硅氧烷等活性基團反應,形成穩(wěn)定的化學鍵(如鈦硅氧鍵等)結合。本試驗利用自制納米TiO2 前驅體膠粒(A)表面富含的大量鈦羥基.與含有硅氧烷等功能活性基團的改性劑(B),在一定條件下進行反應,生成鈦硅氧鍵,得到表面改性納米TiO2 粒子。其反應機理見:

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