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超拒水、防紫外功能型织物的研究

作　者: 尉霞
导　师: 顾振亚
学　校: 天津工业大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 防紫外 织物结构 正交法 超拒水 荷叶效应 超细纤维 纳米二氧化钛 纳米氧化镍
分类号: TS195.57
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文是超拒水、防紫外功能型织物的研究，其中包括两大部分的内容：一部分是织物防紫外性能的研究；另一部分是织物超拒水性能的研究。首先用正交实验法系统、定性地研究织物防紫外的影响因素。在综合考虑紫外线透过率、透湿量、透气量3个指标的基础上，通过对影响织物防紫外性能的因素分析，得到一种通过改变织物的结构参数使纺织品的防紫外性能得以改善，同时织物的透湿性、透气性也较好的方法。将织物防紫外性能的影响因素分为直接影响因素（纤维种类、纱线线密度、织物组织、织物密度）和间接影响因素（紧度、厚度、重量）。结果表明：紧度是最主要的间接影响因素，当织物紧度增加时，紫外线透过率、透湿量、透气量均减小。其次，为了获得超拒水表面的织物，采用仿荷叶表面结构的方法，一是仿荷叶微米结构的乳突，二是仿荷叶的纳米结构。荷叶微米结构的仿制包括纤维细度的选择和织物组织的选择。选用线密度为160dtex/48f的涤纶超细海岛型纤维仿乳突直径，纤维直径为2.87μm，比荷叶表面乳突平均直径5～9μm小，所形成的织物单位面积粗糙程度更大，拒水性能更好，符合仿乳突直径要求。以采用绉组织和织物中加入高收缩涤纶丝的方法仿乳突的高度，开纤处理后，屈曲波高增大，增强了凹凸效应，织物的粗糙度增大，拒水性增强。织物成品紧度选择为66％和53％。其防紫外性能属于极好，透气、透湿性能符合要求，而且具有基本的拒水性能。纤维细度、织物组织及紧度确定了，织物结构参数就确定了，依据这些参数就可织造出相应的织物，这些织物将作为负载纳米粒子的基布。在仿荷叶的纳米结构时，用纳米二氧化钛（TiO2）和纳米氧化镍（NiO）仿纳米结构，这里主要是纳米粒子的分散性研究。单一型分散剂分散的纳米粒子，粒径分布不够理想，用复合分散剂可以提高其分散效果．在纳米TiO2的分散实验中，确定复合分散剂为月桂酸钠+聚丙烯酸铵，当月桂酸钠与聚丙烯酸铵的配比为1：1，超声时间为10min时，分散效果比较理想。在纳米NiO的分散实验中，确定复合分散剂为木质素磺酸钠+聚丙烯酸铵，当木质素磺酸钠与聚丙烯酸铵的配比为1：1时，分散效果比较理想。根据以上研究结果，将分散好的纳米粒子负载于设计好的基布上，研制成集超拒水功能和防紫外功能于一身的超拒水、防紫外功能型织物。其拒水性能大幅度提高，防紫外能力属于非常优异的防护，透湿、透气性可以满足基本服用要求，悬垂性和耐皱性都较好，但光泽性不是很好。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-27
  1.1 防紫外织物研究现状与进展  10-17
    1.1.1 紫外线辐射与影响紫外线强度的因子  10-11
    1.1.2 防紫外辐射的评价指标  11-13
    1.1.3 纺织品防紫外辐射的性能及其影响因素  13-14
    1.1.4 提高纺织品防紫外能力的途径  14-15
    1.1.5 改变织物结构提高纺织品防紫外能力  15
    1.1.6 织物防紫外影响因素研究中存在的问题  15-17
  1.2 拒水整理研究现状与进展  17-24
    1.2.1 拒水原理  17-19
    1.2.2 荷叶效应  19-24
  1.3 本课题的意义及研究内容  24-27
    1.3.1 本课题的意义  25
    1.3.2 研究内容  25-27
第二章 纳米粒子的分散理论  27-36
  2.1 纳米粒子的分散原理  27-28
    2.1.1 纳米粒子的浸湿  27-28
    2.1.2 纳米粒子的团聚与分散  28
  2.2 纳米粒子的分散机理  28-30
    2.2.1 静电稳定机制  28-30
    2.2.2 空间稳定机制  30
    2.2.3 电空间联合稳定机制  30
  2.3 纳米粒子的分散技术  30-31
    2.3.1 物理分散  30-31
    2.3.2 化学分散  31
  2.4 分散效果的评价  31-33
    2.4.1 沉淀法  31-32
    2.4.2 电镜观察法  32
    2.4.3 分光光度法  32
    2.4.4 粒径测定法  32-33
  2.5 纳米材料在纺织领域中的应用  33-36
    2.5.1 应用方式  33-34
    2.5.2 应用领域  34-36
第三章 正交实验法研究织物防紫外的影响因素  36-43
  3.1 性能测试  36-37
    3.1.1 防紫外辐射性能测试  36
    3.1.2 透湿性测试  36-37
    3.1.3 透气性测试  37
  3.2 实验材料与实验设计  37-38
    3.2.1 实验材料  37
    3.2.2 实验设计  37-38
  3.3 结果与分析  38-42
    3.3.1 直接影响因素的方差分析  38-40
    3.3.2 间接影响因素的回归分析  40-42
  3.4 小结  42-43
第四章 荷叶微米结构的仿制及织物结构参数的确定  43-52
  4.1 纤维细度的选择  43-44
  4.2 织物组织的选择  44-49
    4.2.1 织物设计  44-47
    4.2.2 实验部分  47-48
    4.2.3 结果与讨论  48-49
    4.2.4 小结  49
  4.3 紧度的选择  49-52
第五章 纳米粒子的分散实验  52-67
  5.1 纳米TiO_2的分散实验  52-59
    5.1.1 分散剂的选择  52-54
    5.1.2 分散剂浓度的确定  54-56
    5.1.3 复合分散剂的分散实验  56-59
  5.2 纳米NiO的分散实验  59-65
    5.2.1 分散剂的选择  59-60
    5.2.2 分散剂浓度的确定  60-62
    5.2.3 复合分散剂的分散实验  62-65
  5.3 小结  65-67
第六章 超拒水、防紫外功能型织物的研制  67-72
  6.1 纳米粒子的负载  67
  6.2 实验部分  67
    6.2.1 原料  67
    6.2.2 实验方法  67
    6.2.3 拒水整理  67
  6.3 性能测试  67-69
    6.3.1 拒水性  67
    6.3.2 防紫外性  67-68
    6.3.3 服用性能  68-69
  6.4 结果与讨论  69-72
第七章 结论  72-73
第八章 展望  73-75
参考文献  75-80
发表论文和参加科研情况说明  80-82
附录1  82-84
附录2  84-88
致谢  88

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