基于纤维结构的纳米二氧化钛超疏水织物的制备与耐久性研究

发布时间：2021-04-30 01:36

　　超疏水织物具有突出的防水性和自清洁性,因此被广泛地应用在日常的生活生产中。织物纤维表面的粗糙度和自由能共同决定着织物的疏水性。超疏水织物在日常使用中,由于机械洗涤、摩擦、紫外辐射和化学腐蚀,会破坏其表面的物理和化学结构,从而导致织物表面丧失超疏水性,影响其使用寿命。本研究旨在用绿色、有效的方法制备具有高疏水耐久性和疏水自修复性超疏水纺织品。本文以自制的纳米二氧化钛溶胶和十二烷基三甲氧基硅烷（DTMS）为原料,以具有纵向分裂结构的米字形截面涤纶纤维织物为基材,构筑具有多级粗糙度结构的超疏水表面。首先,通过溶胶凝胶法制备了稳定的纳米二氧化钛溶胶,然后利用DTMS对纳米二氧化钛溶胶进行改性处理。DTMS水解相互交联,并与二氧化钛溶胶中的Ti-OH反应,形成了稳定的Si-O-Si键和Si-O-Ti键。同时,利用低温氧等离子体处理米字形截面涤纶织物,在纤维表面形成刻蚀效果的同时产生了大量含氧基团。然后,将织物其浸入改性二氧化钛溶胶中,经过浸轧和高温处理,在纤维表面形成致密且高度交联的疏水层。通过SEM、EDS、FT-IR、TG和XPS对改性前后织物进行表征,结果表明,改性纳米二氧化钛（DTMS-... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 自然界中的超疏水现象
    1.2 超疏水表面理论概述
        1.2.1 接触角模型
        1.2.2 滚动角与接触角滞后
        1.2.3 粘附力
    1.3 超疏水纺织品的研究进展
        1.3.1 溶胶凝胶法
        1.3.2 化学气相沉积法
        1.3.3 等离子体技术
        1.3.4 静电纺丝技术
        1.3.5 聚合物改性法
    1.4 耐久性超疏水织物的研究进展
        1.4.1 耐机械摩擦超疏水纺织品
        1.4.2 耐腐蚀超疏水纺织品
        1.4.3 自修复超疏水纺织品
    1.5 本研究的主要内容、目的与意义
第二章 改性二氧化钛溶胶的制备及织物的预处理
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 改性纳米二氧化钛溶胶的制备
        2.2.2 织物的等离子体预处理
    2.3 测试与表征
        2.3.1 扫描电镜(SEM)测试
        2.3.2 红外光谱(FT-IR)分析
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 DTMS改性纳米二氧化钛原理
        2.4.2 纳米二氧化钛溶胶改性的红外分析
        2.4.3 等离子预处理织物表面形貌分析
        2.4.4 等离子预处理织物红外分析
    2.5 本章小结
第三章 纳米二氧化钛超疏水织物的制备与表征
    3.1 实验材料与仪器
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验仪器与设备
    3.2 实验设计
    3.3 实验方法
    3.4 测试与表征
        3.4.1 织物表面湿润性能测试
        3.4.2 扫描电镜(SEM)测试
        3.4.3 红外光谱(FT-IR)分析
        3.4.4 X射线衍射能谱(XPS)分析
        3.4.5 热失重(TG)测试
        3.4.6 元素分布(EDS)测试
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 TiO_2-DTMS疏水化改性涤纶织物原理
        3.5.2 织物表面疏水性能分析
        3.5.3 织物表面形貌分析
        3.5.4 织物表面组分分析
        3.5.5 织物TG分析
    3.6 本章小结
第四章 改性织物的疏水耐久性与自修复性研究
    4.1 实验材料与仪器
        4.1.1 实验材料与仪器
    4.2 测试与表征
        4.2.1 织物耐机械摩擦性能测试
        4.2.2 织物耐洗涤性能测试
        4.2.3 织物耐化学溶剂性能测试
        4.2.4 织物耐紫外光照性能测试
        4.2.5 织物自修复性能测试
        4.2.6 织物表面水接触角测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 机械摩擦对织物疏水性的影响
        4.3.2 洗涤作用对织物疏水性的影响
        4.3.3 化学溶剂对织物疏水性的影响
        4.3.4 紫外光照对织物疏水性的影响
        4.3.5 织物的疏水自修复性能探究
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
硕士期间发表论文
致谢



本文编号：3168582