【摘 要】
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自清洁纺织品是近年来发展出来的功能纺织品之一,自清洁纺织品难沾污或易去污的特性不仅适用于纺织服装方面,在工业建筑材料、装饰材料、交通、电子设备等其他各个方面都有广泛的应用。目前制备自清洁纺织品的方式有拒水拒油整理和光催化整理两类,其中光催化整理存在使用条件受限且会对基质载体有损伤的缺点,尚未普及应用。拒水拒油整理是通过降低织物的表面张力来达到自清洁效果,虽然制备的纺织品具有较好的拒水拒油性能,但已
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自清洁纺织品是近年来发展出来的功能纺织品之一,自清洁纺织品难沾污或易去污的特性不仅适用于纺织服装方面,在工业建筑材料、装饰材料、交通、电子设备等其他各个方面都有广泛的应用。目前制备自清洁纺织品的方式有拒水拒油整理和光催化整理两类,其中光催化整理存在使用条件受限且会对基质载体有损伤的缺点,尚未普及应用。拒水拒油整理是通过降低织物的表面张力来达到自清洁效果,虽然制备的纺织品具有较好的拒水拒油性能,但已经沾染上的油污很难被水洗除,无法达到易去污的要求。本课题针对拒水拒油型自清洁纺织品难去污的缺点,提出构建亲水拒油型自清洁纺织品,可同时具有不易沾污与较好的易去污特性。本文利用氟碳表面活性剂(f-PEG)同时具有拒油性的含氟链段和亲水性的聚氧乙烯链段的特性,在棉织物表面构建表层为含氟端底层为聚氧乙烯端的f-PEG分子刷结构,赋予棉织物亲水拒油的性质。使用旋转涂膜法在棉织物表面依次旋涂聚丙烯酸(PAA)溶液和f-PEG溶液,控制匀胶机第一转速900r/min,第二转速3000r/min。对PAA溶液质量分数、f-PEG溶液质量分数和PAA分子量进行因素分析,确定最佳工艺条件:PAA溶液质量分数为7%,f-PEG溶液质量分数为9%,PAA分子量为50000。涂膜法制备的双层结构棉织物对水的初始接触角为0°,对正十六烷的初始接触角为115.7°,5min后对正十六烷的接触角仍能达到114.5°,证明利用f-PEG构建亲水拒油型自清洁棉织物的可行性,但涂膜法在棉织物表面构建的双层结构为范德华力的结合,在水的冲刷下易被洗除,所以本文进一步使用接枝法在棉织物表面构建双层结构,弥补了涂膜法制备的棉织物表面双层结构结合牢度差的不足。接枝法采用SI-ARGET ATRP技术,在棉织物上先接枝一层亲水性的聚甲基丙烯酸羟乙酯层(PHEMA)用于增强棉织物的亲水性,再接枝一层聚丙烯酸(PAA)。但因丙烯酸(AA)会导致反应体系中的金属配体失效,抑制聚合,不能直接用于接枝。所以本文采用SI-ARGET ATRP法先在PHEMA层上接枝一层聚丙烯酸叔丁酯(PtBA),再将其水解得到PAA层,最后利用催化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)催化PAA上的羧基与f-PEG上的羟基发生酯化反应。并对PtBA的水解时间进行讨论,得到合适的水解时间为24小时,tBA水解率为87%。同时分别对HEMA接枝时间、tBA接枝时间与f-PEG酯化时间进行因素讨论,得到最佳工艺条件:HEMA接枝时间为1h、tBA接枝时间为5h、f-PEG酯化时间为24h,其增重率分别为6.4%、13.4%和7%。以此在棉织物表面接枝构建出f-PEG分子刷双层结构。结果表明,制备的双层结构棉织物表面带有大量的酯基与羧酸盐,接触角测试该制备的棉织物对正十六烷的静态接触角为125.3°,并保持稳定;对水的静态接触角为0°,且油滴在水的冲刷下能自发滚落,具有优异的拒油和易去污性能。实验表明该双层结构的棉织物具备良好的亲水拒油性和自清洁效果,改进了拒水拒油型自清洁纺织品难去污的缺点,并为后续开发自清洁纺织品提供了一条思路。
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