圖5 溶膠整理織物自清潔功能的耐洗性
由圖5可知,污物降解率隨水洗次數(shù)的增加而降低,但降低幅度不大。未經(jīng)水洗的負(fù)載溶膠織物,其污物降解率為94%左右;水洗5次后,污物降解率下降至88%;水洗20次,污物降解率為8O%,仍舊表現(xiàn)出較好的自清潔功能。
經(jīng)浸漬焙烘工藝整理的棉織物,其自清潔功能具有較好的耐久性,主要是由于高溫焙烘時(shí),TiO2溶膠的大部分羥基與棉纖維中的羥基發(fā)生脫水反應(yīng),形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多元共價(jià)交聯(lián)[11],其結(jié)合力較牢固。此外,少部分TiO2溶膠還可以與棉纖維發(fā)生一元共價(jià)交聯(lián),或自交聯(lián)后吸附在棉纖維表面,但其結(jié)合力較弱。
其反應(yīng)式為:
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經(jīng)過(guò)多次水洗后,雖然附著在纖維表面或與纖維結(jié)合不牢固的膠粒容易損失,導(dǎo)致污物降解率下降,但與纖維發(fā)生鍵合或交聯(lián)的膠粒相對(duì)牢固,從而使織物具有耐久的自清潔功能。
2.3 織物的斷裂拉伸性能
稀土離子摻雜TiO2溶膠的pH值很低,對(duì)整理后織物的斷裂強(qiáng)力會(huì)有影響。不同用量Tm/ TiO2溶膠整理棉織物的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率見(jiàn)表1。溶膠中Tm摻雜摩爾分?jǐn)?shù)比為2%,陳化5d。
表1 溶膠用量對(duì)棉織物斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率的影響
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表1中,稀土Tm/ TiO2整理后棉織物的經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率均較未整理布樣明顯降低,織物最大經(jīng)緯向強(qiáng)力下降率分別為47.0%和23.9%,經(jīng)緯向斷裂伸長(zhǎng)率分別下降了3.5%和1.4%。這主要是由于所制備的溶膠酸性較強(qiáng),對(duì)織物有一定的水解作用;同時(shí)織物上Tm/ TiO2顆粒在可見(jiàn)光下受激發(fā),產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的?OH自由基,破壞棉纖維大分子的化學(xué)鍵,引起了鏈段的斷裂。當(dāng)溶膠用量為O.5g/L時(shí),棉織物的斷裂強(qiáng)力損失率較其余整理樣小。這可能是由于此時(shí)膠粒與棉纖維發(fā)生鍵合或交聯(lián)作用較強(qiáng),增大了纖維間的作用力,彌補(bǔ)了部分因水解和氧化造成的織物損傷。
3 結(jié)論
(1)采用溶膠-凝膠法,在棉織物上負(fù)載稀土離子摻雜TiO2溶膠。在Tm摻雜摩爾分?jǐn)?shù)比2%,溶膠用量0.5g/L,陳化5d,光照波長(zhǎng)為400-780nm,光強(qiáng)度21.O mW/cm2和光照時(shí)間180min時(shí),負(fù)載Tm/ TiO2溶膠棉織物對(duì)污物(辣椒紅素)的降解率達(dá)94%,具有良好的自清潔性能。
(2)負(fù)載Tm/ TiO2溶膠棉織物的自清潔功能具有較好的耐久性,水洗20次后對(duì)污物降解率為82%。(3)整理后織物經(jīng)緯向斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率損失較嚴(yán)重,損傷最大時(shí)經(jīng)緯向強(qiáng)力下降率分別達(dá)到47.0%和23.9%,經(jīng)緯向斷裂伸長(zhǎng)率分別下降了3.5%和1.4%。
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