论文部分内容阅读
超疏水/抗紫外织物既具备超疏水表面的独特润湿性,同时对紫外线有着强效的防护性能,具有广阔的应用前景。目前,研究中多采用氧化锌或二氧化钛纳米粒子来制备超疏水/抗紫外织物,但均受到光催化活性的限制。本文以无毒无害且无光催化活性的纳米二氧化硅作为基础材料来制备多功能整理剂,利用层层自组装法得到超疏水/抗紫外棉织物,具体研究工作如下:（1）对2,4-二羟基二苯甲酮（UV-0）进行改性,制备出2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮（HEPBP）。利用红外、核磁以及紫外吸收谱对HEPBP的结构进行了表征分析。将HEPBP接枝到二氧化硅上,得到SiO2-H粒子。改性一方面能够增强二氧化硅的紫外防护性能,另一方面可改善HEPBP的易降解性。红外证明了二氧化硅表面HEPBP单元的存在,热重分析表明HEPBP在二氧化硅上的接枝率约为4.04%。（2）通过静电自组装法在棉织物表面构造出（PDDA/SiO2-H）@HDTMS超疏水/抗紫外功能涂层,SiO2-H粒子除用作紫外线防护剂外,还用来在织物表面构筑粗糙结构,成为织物获得超疏水性能的基础。系统探讨了制备条件对于织物疏水性能的影响,采用SEM、XPS研究了织物的表面形貌及组成,并考察了织物的自清洁、防污、紫外防护、耐摩擦以及耐洗涤性能。实验结果表明,当SiO2-H和HDTMS的质量浓度分别为0.5wt%和3wt%且组装层数为3时,棉织物的接触角为153°,滚动角为7°,具有优异的自清洁以及防污性能;织物的T（UVA）、T（UVB）以及UPF值分别为1.26%、0.36%和208.49,紫外防护性能优异;经历300次摩擦或20次洗涤后,织物的静态接触角仍大于140°,UPF值分别为89.10和75.54,展现出优异的耐洗涤性和耐摩擦性能。（3）将HEPBP接枝在聚乙烯亚胺（PEI）上,合成出PEI-H,接枝除赋予PEI紫外吸收性能外,同时可改善HEPBP的易降解性。红外、核磁以及紫外吸收光谱确认了目标产物的结构。PEI-H既作为阳离子聚电解质又作为有机紫外线吸收剂,利用静电自组装法在棉织物表面构造出PEI-H/SiO2@HDTMS超疏水/抗紫外多层膜。采用SEM、XPS研究了织物的表面形貌及组成,并考察了织物的自清洁、防污、紫外防护、耐洗涤、耐摩擦性能以及安全性和透气性。结果表明,当HDTMS浓度为3wt%且组装层数为3时,织物的接触角为154°,滚动角为6°,展现出优异的抗污性以及自清洁性能;织物的UPF值为686.63,达到了优异的紫外防护性能等级。此法可以有效地避免二氧化硅粒子发生团聚,（PEI-H/SiO2）@HDTMS织物表面粒子的分散性和均匀性均优于（PDDA/SiO2-H）@HDTMS织物,因此前者的紫外防护性能及功能涂层的耐洗性和耐磨性均优于后者。经300次摩擦或20次洗涤后,织物的接触角均大于140°且UPF值大于400,表现出优良的耐久性。改性织物达到《Standard 100 by OEKO-TEX》（2018）中的最高标准“婴儿用品”的要求,对人体无毒无害,且涂层对织物的透气率影响较小。