论文部分内容阅读
涤纶（PET）织物因其具有良好的物理和化学稳定性、耐热性、低成本等优点被广泛应用于各个领域。然而,涤纶本身的紫外吸收能力不足,且其C-O键在紫外线、热、氧、水等外部环境的影响下容易被破坏,并最终导致大分子降解。涤纶大分子结构中缺乏反应性基团导致功能改性困难,从而发展受到了诸多限制。本文拟从合成的四种化合物中优选出2-羟基-4-（3-甲基丙烯酸-2-羟基丙氧基）苯并三唑（BTMA）作为有机紫外吸收剂,然后通过三种不同的处理方式将其和TiO2杂化并利用传统的轧烘焙（PDC）工艺方法应用于对涤纶织物的改性整理过程中,制备具有抗紫外、抗老化功能的织物。研究工作主要分为以下四个部分:第一部分设计合成了四种分子中带有双键的苯并三唑类型的紫外吸收剂,分别为2-羟基-4-（3-烯丙基氧-2-羟基丙氧基）苯并三唑、2-羟基-4-（3-甲基丙烯酸-2-羟基丙氧基）苯并三唑、2-（2-羟基-4-丙烯酰氧基）-2H-苯并三唑和2-（2-羟基-4-十一碳烯基苯基）-2H-苯并三唑,依次命名为BTAP、BTMA、BTHA和BTHU,并用于涤纶织物的抗紫外整理。通过核磁（1H NMR）和红外（FTIR）测试表征其结构,并测试单体的紫外吸收性能（UV-vis）。改性前后织物通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和X射线光电子谱（XPS）进行表征,结果证实紫外吸收单体成功整理到织物表面。通过对整理工艺的探讨发现,经四种紫外吸收剂BTAP、BTMA、BTHA和BTHU改性后的涤纶织物的UPF值在单体浓度为8 wt%、引发剂浓度为2%（对单体浓度）的条件下分别能达到（118±3）、（141±2）、（136±3）和（124±2）。经受50次家庭水洗后改性织物的UPF保留率分别为61.9%、70.2%、58.3%和58.5%,其中BTMA具有最佳的水洗稳定性。抗老化实验表明,经过100 h的紫外光辐射后,经BTAP、BTMA、BTHA和BTHU改性织物的强力保留率较改性前高,经向强力保留率分别为80.8%、70.4%、67.0%、72.6%,纬向强力保留率分别为70.2%、70.0%、80.0%、78.8%。第二部分将被?-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性后的金红石型TiO2与紫外吸收单体BTMA共混用于涤纶织物的改性整理。通过SEM、EDS和X射线衍射（XRD）测试对改性前后织物进行表征,结果显示抗紫外整理剂被成功整理到织物上。通过对整理工艺的探讨发现当TiO2-KH570用量为2 wt%、BTMA用量为4 wt%、引发剂BPO（对单体质量比）用量为2%时,所制备的抗紫外涤纶织物的UPF值可达到（141±8）。经受50次家庭水洗后能保持61.7%的UPF保留率。经过100 h的紫外光照射以后,经纬向的强力保留率较改性前没有明显提高,分别为56.4%和60.8%。第三部分以钛酸四异丙酯为前驱体合成二氧化钛（TiO2）溶胶并与紫外吸收单体BTMA混合以形成杂化溶胶（TiO2/BTMA）用于涤纶织物的改性整理。通过SEM、EDS和XRD测试对改性前后的织物进行表征,结果显示单体成功附着在PET织物表面。通过对整理工艺的探究发现当TiO2溶胶浓度为4 wt%、BTMA浓度为3 wt%时,改性涤纶织物的UPF值达到（136±4）。经受50次水洗循环后仍保持66.9%的UPF保留率。经过100 h的紫外光辐射后,经纬向的强力保留率较改性前高,分别为70.3%和82.3%。第四部分以正硅酸四乙酯为硅基粘合剂,与商业用金红石型TiO2混合以制备TiO2杂化硅溶胶,添加紫外吸收单体BTMA后形成涂层溶液（TiO2杂化硅溶胶/BTMA）,并用于涤纶织物的改性整理。通过SEM、EDS和XRD测试对改性前后织物进行表征,结果证实改性整理的成功实现。通过对整理工艺的探讨发现当TiO2杂化硅溶胶浓度为4wt%、BTMA浓度为2 wt%时,改性涤纶织物的UPF值能达到（135±3）。经受50次家庭水洗后仍能保持58.5%的UPF保留率。经过100 h的紫外光照射以后,涂有TiO2 hybrid sol/BTMA的涤纶织物的经纬向强力保留率较改性前高,分别为65.3%和66.1%。研究结果表明这三种整理方式均能使涤纶织物达到良好的抵抗紫外线的效果,TiO2/BTMA整理的织物更耐水洗,TiO2-KH570/BTMA次之,TiO2杂化硅溶胶/BTMA最差。从抗紫外老化效果来看,TiO2杂化硅溶胶/BTMA和TiO2/BTMA整理的织物经紫外光照射强力损失少,TiO2-KH570/BTMA较差。