论文部分内容阅读
溶胶-凝胶(Sol-Gel)湿化学方法为有机染料掺入无机基质制备光功能复合材料提供了一种有效可行的方法,极大的推动了有机/无机复合光功能材料的研究。有机染料掺杂到二氧化硅基质中制备的有机/无机复合发光材料,兼具有机发光分子优良的光学性和无机材料对热、化学和机械的稳定性。利用溶胶-凝胶技术可以在各种纺织品上形成透明的、粘附性强的金属或非金属氧化物薄膜,这层膜不仅对染料分子具有很好的“锚固”作用,同时还可以减少染料分子受外界条件的影响,提高织物上染料的耐光性能。本论文采用溶胶-凝胶法将水溶性荧光黄染料掺杂到硅溶胶中,根据荧光染料掺杂到酸、碱溶胶中染料颜色的稳定性,选择碱性溶胶进行荧光溶胶的制备。研究了二氧化硅用量和染料用量对荧光溶胶的粘度、表面张力、荧光强度、紫外-可见吸收光谱等的影响。随着二氧化硅用量的增加,荧光溶胶的粘度逐渐增加,表面张力逐渐减小。加入硅溶胶后,荧光溶胶的荧光强度和吸光度没有明显的改变。荧光溶胶的荧光强度随荧光染料用量的增加而增加,当用量超过0.6%后,有下降的趋势。以正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体制备硅溶胶,分别用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CPOS)三种含有不同反应基团的偶联剂改性,通过观察偶联剂改性过程中溶胶的澄清程度以及凝胶时间,可以看出GPTMS改性的硅溶胶反应速度快,具有较好的稳定性,故选择GPTMS作为硅溶胶的改性剂。探讨了偶联剂的用量对改性硅溶胶的吸光度、粒径及其分布以及凝胶时间的影响。当TEOS/GPTMS为7:3时,改性硅溶胶的吸光度最小,粒径最小。经GPTMS改性硅溶胶的凝胶化时间缩短,而随着GPTMS用量的增加,凝胶化时间逐渐增加。FT-IR红外光谱和热失重分析证明了未改性硅溶胶表面有大量羟基存在,改性的硅溶胶表面的羟基被GPTMS中的有机链取代。采用改性硅溶胶对荧光黄染色棉织物进行处理,研究了染色织物的耐晒时间、摩擦牢度、断裂拉伸强力等性能。从实验结果可以得出经过TEOS/GPTMS为7:3的改性硅溶胶处理后的染色织物与未处理织物相比,湿摩擦牢度提高了半级,耐光时间延长了约38%,织物经纬向的断裂强力分别提高了14.7%、23.2%。同时探讨了浸轧次数、浸轧压力、焙烘温度及时间对改性硅溶胶处理后织物的耐光时间、摩擦牢度影响。荧光黄染色织物在两浸两轧,浸轧压力为4.5×105Pa,120℃下焙烘3min时的摩擦牢度,耐晒性能均较好。随着GPTMS用量的增加,织物荧光反射率逐渐增加,提高了织物颜色的饱和度和鲜艳度。而随着改性剂GPTMS用量的增加,处理后织物的弯曲刚度和弯曲滞后矩都逐渐增加;织物的透气性先下降后有所增加。通过扫描电镜可以观察到改性硅溶胶处理样品的表面附着一层薄而均匀的薄膜,这层膜的存在改善了织物的摩擦牢度以及织物表面染料的耐光性能。