硅溶胶及其色素杂化体系应用性能研究

摘要

利用溶胶-凝胶技术可以在各种纺织品上形成粘附性强的金属或非金属氧化物薄膜的原理，将硅溶胶用于织物的预处理或后处理上，可以对染料或涂料颗粒具有良好的“锚固”作用，提高织物的染色牢度。另外将染料掺杂到硅溶胶中，制备染料杂化硅溶胶体系，用于染色后既可以提高织物的染色深度和染色牢度，又可以缩短织物的工艺流程。
　　 本研究以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备硅溶胶，并测试胶体的陈化稳定性能。结果表明硅溶胶随着陈化时间的延长，胶体的粘度、粒径、Zeta电位等均会慢慢发生变化，其中胶体的粘度和粒径会缓慢增加，而Zeta电位的绝对值会减小。硅溶胶预处理织物染色后，染色织物K/S值与未预处理的织物染色K/S值相比提高了11.2%，摩擦和水洗牢度均提高了半级。采用直接染料掺杂硅溶胶的方法制备直接染料杂化硅溶胶，并讨论硅溶胶含量、染色温度、电解质用量、焙烘温度、焙烘时间等对硅溶胶染色性能的影响。在直接染料浓度4%，氯化钠10g/L，染色温度90℃，150℃焙烘5min，EtOH:TEOS:H2O=8:1:5(摩尔)条件下制备杂化硅溶胶，当织物用含量为40%硅溶胶染色时，织物的K/S值和染色牢度都有所提高。相对于直接翠兰GL染色后MMF-1固色工艺，杂化硅溶胶染色的K/S值提高了23.7%，湿摩擦牢度和原样变色牢度各提高了半级。视频显微镜测试表明杂化溶胶染色后，纤维的表面会形成一层连续的硅溶胶薄膜，这层膜的存在，对纤维内部或表面的直接染料有很好的“包裹”作用。
　　 本文采用硅溶胶对涂料墨水喷墨印花织物或活性染料染色织物固色处理，研究印染织物的染色深度、摩擦牢度、水洗牢度、日晒牢度等性能。结果表明，硅溶胶固色处理对印花织物的色光影响很小，并有一些增深作用。经过硅溶胶处理后，喷墨印花织物的干摩擦牢度和湿摩擦牢度至少提高了半级；溶胶处理后印花织物60℃的水洗变色牢度提高了1级。而处理后织物的弯曲刚度和弯曲滞后矩都有所增加，但增加量很小，对手感影响较小。经硅溶胶处理后，活性染料染色织物的干湿摩擦牢度和水洗牢度提高了至少半级，而日晒牢度提高了1级。称重法和扫描电子显微镜图片进一步的证明硅溶胶在纤维上的存在。为进一步研究硅溶胶对织物染色深度和牢度的影响，分别采用直接染料杂化硅溶胶染色、硅溶胶预处理染色、织物染色硅溶胶后处理和直接染料常规染色四种工艺，结果表明，直接染料杂化硅溶胶染色和硅溶胶预处理染色均会提高织物的染色深度，而硅溶胶后处理的工艺对染色深度的影响不大。与直接染料常规染色工艺相比，其他三种染色工艺都可以不同程度的提高了织物的染色牢度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 纺织品印染行业的发展现状及发展趋势

1.1.1 纺织品印染行业的发展现状

1.1.2 纺织品印染行业的发展趋势

1.2 溶胶-凝胶技术国内外研究进展

1.2.1 溶胶-凝胶技术国外发展现状

1.2.2 溶胶-凝胶技术国内发展概况

1.3 溶胶-凝胶技术原理及应用

1.3.1 溶胶-凝胶反应原理

1.3.2 溶胶-凝胶技术的特点

1.3.3 溶胶-凝胶技术的工艺过程

1.3.4 溶胶-凝胶技术在纺织品上的应用

1.4 课题研究目的及主要研究内容

1.4.1 课题研究目的

1.4.2 课题的主要研究内容

第2章 实验部分

2.1 实验仪器

2.2 实验材料

2.3 实验药品

2.4 实验方法

2.4.1 硅溶胶的制备

2.4.2 直接染料杂化硅溶胶的制备

2.4.3 硅溶胶预处理织物的涂料染色工艺

2.4.4 硅溶胶对喷墨印花织物固色工艺

2.4.5 硅溶胶对活性染料染色织物固色工艺

2.4.6 直接染料杂化硅溶胶染色工艺

2.5 测试方法

2.5.1 粘度

2.5.2 粒径和Zeta电位

2.5.3 K/S值

2.5.4 水洗牢度

2.5.5 摩擦牢度

2.5.6 日晒牢度

2.5.7 织物手感

2.5.8 二氧化硅增重率

2.5.9 视频显微镜

2.5.10 扫描电子显微镜

第3章 结果与讨论

3.1 硅溶胶预处理织物的涂料染色性能

3.1.1 硅溶胶陈化时间对粘度性能的影响

3.1.2 硅溶陈化时间对胶体粒径的影响

3.1.3 硅溶胶陈化时间对胶体Zeta电位的影响

3.1.4 硅溶胶预处理织物的涂料染色K/S值

3.1.5 硅溶胶预处理织物的涂料染色牢度性能

3.2 硅溶胶对涂料墨水喷墨印花的固色性能

3.2.1 硅溶胶固色处理对喷墨印花织物色度学性能的影响

3.2.2 硅溶胶固色处理对喷墨印花织物摩擦牢度的影响

3.2.3 硅溶胶浓度对喷墨印花织物水洗褪色率的影响

3.2.4 硅溶胶处理前后织物水洗褪色率和水洗温度的关系

3.2.5 硅溶胶处理对织物手感的影响

3.2.6 扫描电子显微镜

3.3 硅溶胶对活性染料染色织物的固色性能

3.3.1 硅溶胶对染色织物色度学性能的影响

3.3.2 硅溶胶对染色织物摩擦牢度的影响

3.3.3 硅溶胶对染色织物水洗牢度的影响

3.3.4 二氧化硅增重率

3.4. 直接染料杂化硅溶胶染色性能

3.4.1 硅溶胶用量对染色性能的影响

3.4.2 染色温度对染色性能的影响

3.4.3 电解质对K/S值的影响

3.4.4 焙烘温度对织物染色牢度的影响

3.4.5 焙烘时间对织物牢度的影响

3.4.6 直接染料杂化硅溶胶染色性能

3.4.7 视频显微镜

3.5 硅溶胶不同处理方式对染色性能影响

3.5.1 硅溶胶预处理对直接染料染色织物牢度的影响

3.5.2 硅溶胶后处理对直接染料染色织物牢度的影响

3.5.3 硅溶胶不同处理工艺对直接染料染色K/S值的影响

3.5.4 硅溶胶不同处理工艺对直接染料染色牢度的影响

第4章 结论

致 谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文