纳米ZrO2及低温氧等离子体对真丝织物的复合整理

摘要

为了研发具有多方面功能的物品，纳米方面的资源使用越来越广。在现在的纺织产业研发中，产品更加新、性能也更加高。纳米ZrO2材料具有即安全、不污染且稳定性又好的优点，还是一种很好的降低紫外透过率材料、远红外辐射材料，在医疗、保健等方面也得到人们的重视，是开发绿色功能性纺织品的一个重要方向。为了增加真丝行业中产品的附加值，通过实验很好制得了稳定分散的ZrO2溶液,制得后再将溶液运用到真丝的后整理处，研究了纳米 ZrO2材料功能整理真丝的可行性，实验得出的结果分析可以为真丝行业的功能性整理提供一些可以利用的参考。
　　试验研究了如何获取更好工艺得到纳米ZrO2的分散液，采用马尔文90型号仪器测粒径和TEM微观观察两种方法，观察了ZrO2溶液中纳米氧化锆的粒径分布情况。结果是：最终获得的溶液里的纳米ZrO2的总体平均的大小约是95.31 nm。
　　第一步：试验用的真丝织物进行低温氧等离子体的整理；第二步：实验获得的纳米 ZrO2分散溶液对上步获得的样品进行二浸二轧整理。对处理后的真丝电力纺主要进行断裂强力、热稳定性、保暖性、刚柔性、抗UV测试。试验结果表明：经低温氧等离子体-纳米ZrO2分散液整理后织物的保暖性、柔软性、导湿性、抗紫外性能都有所提高，但纵向断裂强力值和导湿性值有一些变小，热稳定性变化不明显只降低一点。
　　试验主要通过研究低温氧等离子体设置的不同功率和时间这两个参数对整理的影响。在实际应用中应当控制好等离子体处理功率和时间的取值，过高特别容易使织物受到刻蚀作用的影响，破坏织物的结构还有性能。确定了功率在80W、时间在3min的时候，得到的效果是最好的。
　　在真丝织物的纳米 ZrO2处理中，选择的影响参数主要是：纳米 ZrO2分散溶液的质量分数、焙烘的温度、焙烘时长，每个影响参数选择3水平。以质量增加率、断裂强度、白度为评定标准，先进行单因素确定合适取值，最后再进行正交试验。获得最好处理的效果时的工艺条件是：在等离子体射频功率为80W，处理时长3min，纳米ZrO2分散液质量分数0.7％，130℃焙烘3min。
　　试验使用SEM电镜，比较了未处理、等离子体处理、复合整理这3种条件下处理的样品织物扫描电镜图片，扫描电镜（SEM）得出结果：真丝织物经低温氧等离子体处理后，真丝纤维表面比未处理的粗糙、不平整，真丝织物使用纳米 ZrO2分散溶液处理之后ZrO2均匀的吸敷于真丝织物表面。
　　红外（FTIR）分析表明：真丝织物在等离子体-纳米ZrO2处理之后，在750.84cm-1和496.56cm-1这两个位置处有新的吸收峰，该峰为无机纳米 ZrO2的特征峰，在1102.13cm-1处有个新的吸收峰，该峰为硅烷偶联剂与无机纳米 ZrO2上硅羟基发生共缩聚反应后生成的-Si-O-Si-键的特征峰，而且在1713.42cm-1处出现了新的吸收峰，该峰为C=O的特征吸收峰，说明纳米ZrO2与真丝纤维分子之间通过偶联剂发生了交联。
　　将原真丝织物和复合处理后的真丝织物使用X衍射测试，对比我们可以知道：两曲线的衍射特征峰对应的角很接近，说明等离子体-纳米ZrO2分散液处理对纤维的聚集态结构没有发生巨大的改变。复合整理后的对比未整理的衍射曲线发现强度前者低于后者，这主要可能是由于纳米 ZrO2会透入到纤维的内部，削弱蚕丝主体丝素中的氢键作用，破坏一些分子链的规整排列，使纤维内部的结构变疏松，强度也就降低了。同时在整理后的衍射曲线上，出现了单斜二氧化锆的特征吸收峰的衍射角28.3°、31.6°，说明纳米ZrO2有效的沉积到真丝纤维的表面。
　　在不同光照时间，白度值会跟着日照时长的变长而渐渐变小，而且经复合整理后的真丝织物的白度值比未经纳米 ZrO2分散液整理和仅经纳米 ZrO2分散液整理的值大，可见经等离子体-纳米ZrO2分散液处理后，真丝防黄变能力有一定增强。

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1 文献综述

1.1真丝的结构

1.2真丝改性技术

1.3等离子体技术

1.4纳米ZrO2

2 引言

2.1 研究目的和意义

2.2 研究的主要内容

2.3 技术路线

3 材料与方法

3.1实验材料

3.2研究方法

3.3测试性能方法

4 结果与分析

4.1纳米ZrO2分散液制备

4.2等离子的处理

4.3等离子体-纳米ZrO2分散液对真丝的复合整理

4.4真丝织物SEM测试

4.5能谱分析

4.6真丝纤维FTIR测试

4.7真丝纤维XRD测试

4.8热分析

4.9抗紫外测试

4.10刚柔性测试

4.11保温性测试

4.12防黄变测试

4.13耐洗性测试

5 结论

参考文献

致谢

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