非对称结构二氧化硅疏水棉织物制备及性能研究

摘要

服用纺织品易沾污，容易影响织物外观，所以研究具有疏水功能的纺织品具有一定的应用价值。常见的疏水整理往往具有结构对称性，即织物两面都进行疏水整理，易改变织物原有特性，且不能满足某些特殊行业的需求。而关于非对称结构疏水纺织品，即内外层亲疏水性能不同的纺织品，正面具有超疏水性能，反面具有超亲水性能的研究仍处于起步阶段，还需要投入大量的创新性研究工作，这种织物扩大了疏水功能纺织品的应用领域。喷涂法是一种新颖的制备非对称结构纺织品方法，具有易操作、在织物表面形成均匀的纳米功能薄膜。 本文采用喷涂技术，将自制的二氧化硅分别与聚偏氟乙烯、氧化石墨烯等功能改性液均匀混合，通过控制喷涂距离、喷涂时间，将功能整理剂均匀地喷涂在织物正面，实现对织物非对称结构功能整理，从而赋予织物处理面优良的疏水、隔热及其他性能，未处理面保持织物原有特性。本文的主要研究内容如下： 一、采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅，得到的二氧化硅具有均匀球型结构，粒径大小约为205nm；FTIR测试分析表明二氧化硅表面含有大量羟基；纳米粒度仪测试表明二氧化硅在水溶液中的表面电性呈负电性，其Zeta电位值为-23.7eV。 二、以二氧化硅为功能整理剂，聚偏氟乙烯为成膜材料，通过控制喷涂距离、喷涂时间及喷涂层数，在棉织物正面形成一层纳米功能薄膜，获得非对称结构二氧化硅/聚偏氟乙烯复合棉织物。研究结果表明，当二氧化硅添加量为20%时所制备的非对称结构二氧化硅/聚偏氟乙烯复合棉织物，具有良好的疏水性能（最高疏水角为131.6°），且织物的导热系数最低为0.033W/mK。 三、以氧化石墨烯为成膜材料，自制二氧化硅为功能整理剂，通过控制喷涂距离、喷涂时间及喷涂层数，在棉织物正面形成一层纳米功能薄膜，获得非对称结构二氧化硅/氧化石墨烯复合棉织物，随后通过低温热还原法将氧化石墨烯还原成石墨烯，并进一步研究其疏水性及导电性。研究结果表明，二氧化硅添加量为20%的改性织物比未添加复合棉织物疏水角高出27.4°（最高疏水角为151.4o），非对称二氧化硅/石墨烯复合棉织物正面具有优异的疏水性及疏水稳定性，改性织物的正面超疏水稳定性可以达到80分钟。喷涂7层的非对称结构的二氧化硅/石墨烯复合棉织物表面电阻率比未处理棉织物下降三个数量级，说明复合棉织物具有一定的导电性。

目录

20180522毕业论文修改版

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 超疏水纺织品的概述

1.3 二氧化硅在疏水领域的概述

1.4 非对称结构在超疏水方面的概述

1.5 喷涂技术简述

1.6 本课题研究的内容及意义

第二章 二氧化硅制备及表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 二氧化硅的表征

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 非对称结构二氧化硅/聚偏氟乙烯复合棉织物制备及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 性能测试与表征

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

第四章 非对称结构二氧化硅/还原氧化石墨烯复合棉织物制备及性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 性能测试与表征

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间研究成果

致谢