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由表1可知,加入黏合劑后,納米材料穩定性變得更好,沉淀減少,基本不出現分層.這一方面是由黏合劑的非離子性決定的:聚丙烯酸酯乳液黏合劑中顆粒的構電性,隨聚合時所選用乳化劑而定[4],由于選用非離子型乳化劑,即呈電中性,從而使黏合劑與分散液中的其他組分有良好的相容性,即穩定性好;另一方面聚丙烯酸酯黏合劑作為高分子化合物,其高分子長鏈能在水中充分伸展,形成幾納米到幾十納米厚的吸附層,產生的空間位阻效能有效阻止顆粒間的相互聚集,提高納米顆粒的分散性.此外,黏合劑的加入,有助于增加溶液黏度,減緩顆粒在水中的布朗運動,減少顆粒碰撞次數.根據膠體沉淀理論[5],納米顆粒沉淀體積及速度與黏度成反比.因而在這些因素的共同作用下,無機紫外線屏蔽劑的分散穩定性有所提高.
2.2 柔軟劑與無機紫外屏蔽劑的作用方式
柔軟劑氨基硅與無機紫外屏蔽劑起鍵合作用的是硅醇,因此,為了達到好的化學結合,添加前使其在45℃水域中放置30 min,使其充分水解.RSiX3+3H2O RSi(OH)3+3HX將水解后的氨基硅以質量分數為1%加入到TiO2和ZnO納米粉體分散液中,超聲分散10 min,靜置30 min,以保證其充分反應,然后裝入離心試管,以3 000 r /min的速度離心分離30 min,對分離出的白色析出物進行多次洗滌并烘干,以確保無剩余氨基硅黏附于析出物表面.將得到的粉體與加入氨基硅前用分離法析出并烘干得到的粉體進行紅外光譜分析[6].分析結果如圖1所示:
由圖1可以看出,反應后的納米粉體,其紅外光譜在1 656.5 cm-1和1 448.54 cm-1處產生兩強吸收峰,分別對應氨基(—NH2)的面內變形振動產生的譜帶和—CH2的變形振動產生的峰值,而1 104.8 cm-1處則為Si—O—Si基的特征吸收峰,表明經氨基硅偶聯后的粉體表面存在著量氨基基團和硅氧基.而在3 426 cm-1處為表面羥基的伸縮振動產生的峰,說明納米粒子表面存在著大量—OH,這是因為納米粉體極性較大,表面吸附的水因極化發生解離,容易形成羥基[7].而在分散液
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中,溶液pH值高于粉體的等電點,顆粒表面帶負電,溶液中的H+吸附在顆粒表面,顆粒表面被—OH基團所覆蓋.這些表面羥基可提高納米粉體作為吸附劑及各種單體的性能,為表面改性提供方便.因此,納米粉體表面存在的這種表面羥基使得氨基硅中的硅氧基在粒子表面進行聚合反應:
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從而在粒子表面引入較多的氨基等活性基團,使粒子具有很高的活性.同時非極性基團—CH3的存在,一方面降低了納米粒子間因表面極性鍵作用而相互團聚的幾率;另一方面使其與表面能較低的高分子黏合劑有較好的相容性,從而提高了無機紫外屏蔽劑的分散效果.
2.3 織物抗紫外線功能的耐久性分析
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