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本课题结合湿化学在材料涂覆(或涂层)应用中的特点，采用溶胶一凝胶法制备TiO<,2>纳米溶胶，并在芳纶纤维上形成抗紫外光老化涂层，以缓解芳纶的紫外光老化性。研究工作主要集中在TiO<,2>纳米水溶胶制备及TiO<,2>性能特征测试和纤维表面的TiO<,2>涂层对缓解芳纶纤维在280～320nm紫外波段的光老化降解作用两个方面。
全文的主要结论如下：
1．用钛酸丁酯作前驱物，水作溶剂，盐酸为胶溶剂，冰乙酸为络合剂，制备稳定的TiO<,2>水溶胶。研究了冰乙酸、盐酸和水用量、陈化时间对TiO<,2>水溶胶制备及溶胶颗粒度分布的影响，并测试了TiO<,2>溶胶及由溶胶制得的TiO<,2>涂层的性能。
1)增加盐酸用量可提高胶溶效果，但对于盐酸浓度较大的溶胶，溶胶稳定性会变差；冰乙酸的用量过多，制备出的溶胶颗粒度分布较不稳定，需要较长的陈化时间来改善。水量过高和过低时，会有沉淀生成，得不到透明溶胶。适当的摩尔比为TTB：HAc：H<,2>O：hcL=1：(4～10)：166：0．15。 2)冰乙酸的用量和陈化时间对溶胶的颗粒度分布影响较大。同时控制冰乙酸用量和陈化时间这两个因素，制备出20～50nm的各种不同粒径的YiO<,2>水溶胶，它们对紫外光都具有很好的屏蔽效果，紫外吸收带边位置达到370nm。
3)在普通玻璃表面制备的TiO<,2>涂层具有平整的组织，对320nm以下的紫外光波段的吸收很强，且随着涂层厚度的增加，吸收边缘波长出现“红移”现象。芳纶纤维的紫外光敏感波段在280～320nm，制备的Ti02涂层能够屏蔽该波段的紫外光。另外，X射线衍射测试结果表明，80℃热处理后得到的涂层中TiO<,2>主要以锐钛矿为主。
2．加速芳纶纤维的光老化，对未涂层和涂层纤维光老化期间宏观拉伸力学性能和微观结构进行了对比研究，结果表明，使用纳米TiO<,2>作为涂层缓解芳纶纤维紫外光老化的方法是方便且可行的。
1)在老化期间，未涂层芳纶纤维的紫外光老化现象显著，强力和伸长率下降严重，而涂层后紫外光对芳纶纤维拉伸性能的影响减弱，紫外光老化速度减缓。借助数理统计对测试数据进行检验得到，老化期间涂层芳纶纤维的拉伸性能始终高于未涂层芳纶。在置信度为0．95时，二者的断裂强力和伸长率均值差的最大置信区间分别可达到(9．64cN，11.15cN)和(1.55﹪，1.65﹪)。
2)SEM表面观察和XPS表面组成分析都表明，紫外光老化后涂层纤维表面-COOH(光老化最终产物)的增加量远远小于未涂层纤维，溶胶在纤维表面形成的TiO<,2>涂层较好地阻止了芳纶纤维酰胺键吸收紫外光能量而所导致的断裂，减缓了芳纶纤维的光老化速度。
3)芳纶纤维表面TiO<,2>涂层的制备条件对涂层屏蔽紫外光性能有一定影响：选择粒径为25nm左右的TiO<,2>水溶胶作为涂层溶胶，涂层次数选取1～3次，涂层热处理温度为80℃，通过该制备工艺在芳纶纤维表面得到的TiO<,2>涂层能够较好地缓解纤维的光老化速度。