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随着科技的发展,多功能纺织品的研发已成为一种发展趋势。纳米TiO2具有很好的紫外线吸收性能,可以用于织物的抗紫外整理。然而,它也具有较强的光催化性能,会对与其接触的纤维织物造成损伤,这限制了它的广泛应用。在纳米复合材料中,核壳结构复合材料具有独特的性能。在纳米TiO2表面包覆纳米SiO2,制成纳米TiO2/SiO2复合材料,这样的纳米复合材料在具有紫外线吸收性能的同时,光催化性能也得到抑制。再将纳米复合材料与低表面能物质结合,可以制得同时具有抗紫外和超疏水功能的棉织物。这种复合功能织物可以用于晴雨伞等生活领域,军事、医疗等领域,能够拓宽纳米材料和纺织品的应用范围。本文利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散纳米TiO2,并引导纳米SiO2在其表面包覆,制备了纳米TiO2/SiO2复合微粒,再用纳米复合微粒和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)处理棉织物,获得了抗紫外和超疏水复合功能棉织物,具体内容如下:一、纳米TiO2/SiO2复合微粒的制备。利用纳米TiO2粉体,以PVP为分散剂和结构引导剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为纳米SiO2前驱体,制备了纳米TiO2/SiO2复合微粒;讨论了PVP用量、硅钛比(摩尔比)、氨水用量、反应温度对复合微粒性能的影响。结果表明:当PVP用量为0.025%,硅钛比为2:1,氨水用量为5mL,反应温度为35℃时,纳米二氧化硅能够较好地包覆纳米二氧化钛,经纳米TiO2/SiO2复合微粒及HDTMS处理后的棉织物具有较好的抗紫外线性能及超疏水性能,且整理棉织物超疏水效果具有较好的耐紫外线稳定性。二、纳米TiO2/SiO2复合微粒的表征和初步应用。通过红外光谱(FT-IR)和光催化性能对比图可知,纳米TiO2表面有纳米SiO2的包覆。通过X射线衍射测试(XRD)分析知,纳米SiO2在纳米TiO2表面的包覆不是十分致密,有利于纳米复合微粒对紫外线的吸收。纳米复合微粒的扫描电镜图(SEM)表明,在纳米TiO2表面有纳米SiO2的包覆,纳米复合微粒粒径约为300nm。将纳米复合微粒和HDTMS处理到棉织物上后,处理棉织物抗紫外指数UPF为115.42,紫外线UVA的透过率为3.35%,接触角为156.54o,滚动角为8o,具有优异的抗紫外、超疏水性能。并且,经过24h紫外线照射后,处理棉织物的接触角为152.73o,滚动角为9o,耐紫外线稳定性好。三、基于纳米TiO2/SiO2复合微粒,棉织物的抗紫外超疏水整理工艺研究及织物性能测试。探究了纳米复合微粒用量、低表面能物质浓度、焙烘时间、焙烘温度等工艺参数对整理织物抗紫外线和超疏水性能的影响。获得了最佳的整理工艺:纳米TiO2/SiO2复合微粒用量为0.6%,HDTMS浓度为40g/L,焙烘温度为160℃,焙烘时间为5min。通过SEM图知,未处理棉织物表面相对光滑,处理棉织物表面负载了纳米复合微粒,具有明显粗糙度。采用最佳整理工艺处理的棉织物接触角达159.31o,滚动角达7o;并且,经过24h紫外线照射后,处理织物接触角达155.24o,滚动角达8o,耐紫外线稳定性好,但耐洗性略差,织物的断裂强力和透气性有所下降。总体上,它基本可以满足使用要求。