高长径比银纳米线的制备及AgNWs/涤纶复合织物性能研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sticker2009
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本研究采用简单高效的一步多元醇法以FeCl3·6H2O为成核控制剂,在高温条件下合成了形貌尺寸均匀、长径比大于800的银纳米线(AgNWs)。将此银纳米线分散到无水乙醇中,用浸渍-烘干工艺处理涤纶织物进而制备出多功能AgNWs/涤纶复合织物,分别研究了合成条件对银纳米线长径比的影响,不同工艺、不同银纳米线溶液浓度及不同长径比的银纳米线对AgNWs/涤纶复合织物性能的影响。研究了AgNWs/涤纶复合织物的各项性能,对复合织物的紫外线防护性能、导电性、抗菌性能和微观形貌等进行测试分析。具体研究内容如下:(1)利用多元醇法合成银纳米线。影响银纳米线的长径比因素有很多,为确定银纳米线合成的最优工艺,研究了合成过程中PVP/AgNO3摩尔比、反应温度、反应时间、添加剂FeCl3·6H2O用量、滴加速度和搅拌速度等合成条件对银纳米线形貌的影响。研究表明合成银纳米线的最优工艺为160℃温度下反应1.5h、PVP/AgNO3摩尔比为1.4:1、FeCl3·6H2O浓度为3mmol/L、滴加速度为70mL/h、搅拌速度为300r/min,利用SEM、TEM、UV-Vis和XRD测试分析表明所合成的银纳米线形状规整、粗细均匀、表面光滑无团聚,无其他纳米粒子产生,平均长度可达50um,直径均在60nm左右,长径比约为800。(2)将以上合成的长径比为800的银纳米线分散到无水乙醇中,得到一系列质量体积浓度的银线分散液。将原样涤纶和经过氧等离子体改性的涤纶织物用浸渍-烘干工艺分别处理,通过热压工艺提高涤纶织物对AgNWs的吸附牢度。探讨了不同浓度的银纳米线溶液对通过浸渍工艺得到的AgNWs/涤纶复合织物的性能影响。结果表明,随着银纳米线溶液浓度由1mg/mL增加到4mg/mL,AgNWs/原样涤纶织物的UPF值从15.61上升至87.47,方块电阻由25.38Ω/sq减小至2.51Ω/sq。经洗涤后发现,两种银纳米线涤纶复合织物的耐洗性能均较差。AgNWs/氧等离子体改性涤纶织物的防紫外线性能、导电性明显优于AgNWs/原样涤纶织物。将经过氧等离子体改性后得到的AgNWs/涤纶复合织物,再采用热压工艺处理,不仅能提高织物的初始导电性,而且经过50次洗涤后,方块电阻增加了24.89%,UPF值降低了24.76%,耐洗性大大改善,可以满足使用要求。(3)用交联剂BTCA对涤纶纤维进行改性,通过分子间交联提高了AgNWs的粘附能力。研究了不同长径比的AgNWs对AgNWs/BTCA/涤纶复合织物性能的影响,分析了BTCA作为交联剂将AgNWs交联到涤纶纤维表面的作用机制。结果表明,通过TEM观察到AgNWs在织物表面分布均匀、贴附紧密、形成导电网络结构;随着银纳米线长径比的增大,AgNWs/BTCA/涤纶复合织物的UPF值呈现先上升后下降的趋势,当银纳米线长径比为600时,UPF值最大为25.10;方块电阻由2.06Ω/sq持续减小到0.3Ω/sq。AgNWs/BTCA/涤纶复合织物经过50次洗涤和1000次弯曲后测试,织物重量和方阻基本不变,耐洗性和抗弯曲性能好。
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