纳米TiO2及其与稀土复配物对真丝绸防紫外和防黄变功能的研究

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真丝织物因其优良的服用性能而被人们喜爱,但其在紫外线照射、水分、氧气等外界环境的影响下会黄变脆化,影响其美观性和服用性。本论文选用无机紫外线屏蔽剂纳米TiO2及其与稀土复配物整理真丝织物,改善其防紫外和防黄变功能。论文首先研究了分散剂种类、用量及溶液pH值对纳米TiO2粉体分散性的影响。以沉降实验考察分散液的稳定性,以吸光度、粒径和TEM测试表征其分散效果。结果表明:当分散剂选聚丙烯酸钠,溶液pH值为6~7时所制得的分散液稳定性及分散效果最好,分散剂最佳用量为0.075g(纳米TiO2粉体质量1.2g)。论文采用纳米TiO2分散液及其与稀土复配液分别对真丝绸进行浸渍整理,采用正交实验、单因素实验等研究了各因素对真丝绸防紫外和防黄变效果的影响,得出较优整理工艺。纳米TiO2整理绸较优工艺为:纳米TiO2用量25g/L、浸渍温度30℃,浸渍时间40min;在相同的浸渍温度和时间下,稀土与纳米TiO2复配整理绸的较优工艺为:纳米TiO2用量25g/L、稀土用量4g/L、pH=5。经上述工艺整理后,纳米TiO2整理绸和复配整理绸的UPF值分别达41.97和100.64,白度下降率为5.49%和2.8%,约为原样绸的1/2和1/4。可见整理绸具有优异的防紫外和防黄变功能,尤其是稀土/TiO2复配绸,优于纳米TiO2整理绸,更优于原样绸。本论文还对整理前后真丝绸的结构和性能做了比较,整理后织物结晶度下降,经向断裂强度稍有下降纬向则有所上升,经纬向断裂伸长率增大,手感变柔软,弹性回复能力、悬垂性和透气性变好。论文最后通过测量并比较纳米TiO2粉体、稀土粉体和两者复配粉体以及各整理绸对紫外线的作用,初步探讨各粉体和整理绸的防紫外机理。结果表明:稀土粉体对紫外线具有很高的反射作用;纳米TiO2粉体和复配粉体对紫外线以吸收为主,反射作用较小。稀土整理绸对紫外线具有一定的反射和吸收作用,但作用较小;纳米TiO2整理绸对紫外线以吸收为主;稀土/TiO2复配绸对紫外线的强吸收取决于纳米TiO2对紫外线的吸收和稀土的促进作用,使其具有很低的紫外线透过率,紫外屏蔽性能最佳。
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