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纳米硅溶胶的表面修饰及其对丝织物增深性能的研究

作　者: 周利展
导　师: 杨雷
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 纳米SiO2 表面改性 β-硫酸酯乙基砜基 真丝织物 增深
分类号: TS146
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


真丝织物染深色时，多采用活性染料以提高色牢度，但由于活性染料递深性差，当染料用量高达6%(o.w.f.)时，织物色深仍达不到要求，而织物色牢度却降至3级以下。针对此问题，论文基于漫反射原理，设计并合成了新型纳米硅溶胶增深助剂，并考察了助剂对真丝染色织物增深的效果及对织物服用性能的影响。采用St ber法，制备了平均粒径介于16-255nm之间的6种纳米硅溶胶（SiNP），并以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对其疏水改性，得到增深助剂MPS-SiNP，考察了浸渍整理工艺参数对染色真丝织物增深效果的影响。研究表明，随MPS用量增高，MPS偶联反应效率降低，MPS-SiNP疏水改性程度提高，但MPS-SiNP粒径变化不大；MPS-SiNP增深织物的效率随粒径的增高而减小；当MPS-SiNP粒径为18nm，整理液pH=3，MPS-SiNP疏水改性程度为3.2%时，助剂的增深效率最高，用量为5%(o.w.f.)时，增深度即可达30%；提高MPS-SiNP用量，织物增深度继续增大；增深度与织物上MPS-SiNP附着量呈现正相关，增深后织物色光变化小，织物毛效不变，但干摩擦牢度降低；此外，由于MPS-SiNP仅物理吸附于纤维表面，因此皂洗牢度较差。之后，论文将β-硫酸酯乙基砜基锚固于MPS-SiNP表面，制备了一种反应性硅溶胶增深剂：PAFSES-MPS-SiNP，并考察了助剂的制备工艺及助剂的增深整理工艺。研究表明，PAFSES-MPS-SiNP可与真丝纤维化学成键，且增深牢度随助剂表面β-硫酸酯乙基砜基浓度的增高而增大；当整理液pH=3，β-硫酸酯乙基砜基密度为7.110-3个/nm2，助剂用量为5%(o.w.f.)时，织物增深度可达36%，皂洗5次后，仍可维持30%；进一步研究表明，该助剂对深色织物的增深效率高，增深织物色光及断裂强度变化不大，毛效略高于原样。柔软整理后，增深织物风格接近整理前水平。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 引言  10
  1.2 织物增深的主要方法  10-13
    1.2.1 预处理实现增深  10-11
    1.2.2 后整理实现增深  11-13
      1.2.2.1 低折射率树脂整理织物  11-12
      1.2.2.2 对纤维进行粗糙化处理  12-13
  1.3 纳米 SiO_2在纺织上的应用  13-15
    1.3.1 拒水拒油  13-14
    1.3.2 固色功能  14
    1.3.3 吸附染料  14-15
    1.3.4 化学品固定化  15
  1.4 纳米 SiO_2与纤维的结合  15-16
    1.4.1 硅烷偶联剂修饰改性  15-16
    1.4.2 聚合物包覆改性  16
      1.4.2.1 硅溶胶表面引入反应性双键  16
      1.4.2.2 硅溶胶表面引发剂的固定化  16
  1.5 本课题的研究意义、内容及创新点  16-18
第二章 MPS-SiNP 的制备及表征  18-24
  2.1 引言  18
  2.2 实验材料及实验仪器  18
    2.2.1 实验材料  18
    2.2.2 实验仪器  18
  2.3 实验部分  18-19
    2.3.1 MPS-SiNP 的制备  18-19
      2.3.1.1 纳米 SiO_2的制备  19
      2.3.1.2 MPS 偶联改性 SiO_2  19
  2.4 测试及表征  19-20
    2.4.1 粒径表征  19
    2.4.2 SiO_2的形貌  19
    2.4.3 MPS 与 SiO_2间偶联反应的效率  19-20
    2.4.4 MPS-SiNP 化学结构表征  20
  2.5 结果与讨论  20-23
    2.5.1 SiO_2的制备及表征  20
    2.5.2 MPS-SiNP 的制备及表征  20-23
      2.5.2.1 MPS-SiNP 化学结构分析  21
      2.5.2.2 MPS 用量对 MPS-SiNP 改性程度的影响  21-22
      2.5.2.3 MPS 用量对 MPS-SiNP 粒径的影响  22-23
      2.5.2.4 SiO_2及 MPS-SiNP 的形貌  23
  2.6 本章小结  23-24
第三章 MPS-SiNP 増深整理真丝织物  24-37
  3.1 引言  24
  3.2 实验材料及实验仪器  24-25
    3.2.1 实验材料  24
    3.2.2 实验仪器  24-25
  3.3 实验方法  25-26
    3.3.1 布样的准备  25
    3.3.2 MPS-SiNP 整理真丝织物  25-26
      3.3.2.1 MPS-SiNP 增深整理真丝织物工艺配方  25-26
      3.3.2.2 MPS-SiNP 增深整理真丝织物流程  26
  3.4 测试及表征  26-28
    3.4.1 整理织物上 MPS-SiNP 实际附着量  26
    3.4.2 K/S 值  26
    3.4.3 整理织物的表面形貌  26-27
    3.4.4 织物的毛细管效应（毛效）  27
    3.4.5 耐摩擦色牢度  27
    3.4.6 织物耐洗牢度  27-28
  3.5 结果与讨论  28-35
    3.5.1 影响 MPS-SiNP 増深织物的因素分析  28-31
      3.5.1.1 整理液 pH 值  28-29
      3.5.1.2 MPS-SiNP 用量  29
      3.5.1.3 MPS-SiNP 改性程度  29-31
      3.5.1.4 MPS-SiNP 粒径  31
    3.5.2 增深整理织物表征及性能测试  31-35
      3.5.2.1 表面形貌及对可见光的反射特性  31-33
      3.5.2.2 色光  33
      3.5.2.3 毛效  33-34
      3.5.2.4 耐摩擦牢度  34-35
      3.5.2.5 皂洗牢度  35
  3.6 本章小结  35-37
第四章 PAFSES-MPS-SiNP 的制备及表征  37-49
  4.1 引言  37
  4.2 实验材料及实验仪器  37-38
    4.2.1 实验材料  37
    4.2.2 实验仪器  37-38
  4.3 实验部分  38-39
  4.4 测试及表征  39
    4.4.1 PAFSES-TMOS 的分析及表征  39
    4.4.2 PAFSES-MPS-SiNP 的分析及表征  39
  4.5 结果与讨论  39-48
    4.5.1 含β-硫酸酯乙基砜活性基偶联剂 PAFSES-TMOS 的制备  39-43
      4.5.1.1 以 GMA 为 KH-560 模型物的研究  39-41
      4.5.1.2 对(β-硫酸酯乙基砜)苯胺改性 KH-560 的反应研究  41-43
      4.5.1.3 PAFSES-TMOS 的化学结构分析  43
    4.5.2 PAFSES-MPS-SiNP(产物 5)的制备  43-48
      4.5.2.1 产物 5 化学结构分析  44-45
      4.5.2.2 产物 5 活性基改性程度分析  45-46
      4.5.2.3 产物 5 粒径表征  46-47
      4.5.2.4 产物 5 形貌分析  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第五章 PAFSES-MPS-SiNP 增深整理真丝织物  49-69
  5.1 引言  49
  5.2 实验材料及实验仪器  49-50
    5.2.1 实验材料  49
    5.2.2 实验仪器  49-50
  5.3 实验方法  50-51
    5.3.1 布样的准备  50
    5.3.2 PAFSES-MPS-SiNP（产物 5）增深整理真丝织物  50
      5.3.2.1 增深整理真丝织物工艺配方  50
      5.3.2.2 增深整理真丝织物工艺流程  50
    5.3.3 増深整理织物皂洗工艺  50
    5.3.4 一般市售增深剂増深整理织物  50
    5.3.5 増深整理织物的柔软整理  50-51
  5.4 测试与表征  51
    5.4.1 K/S 值测试  51
    5.4.2 扫描电镜测试  51
    5.4.3 织物的毛细管效应（毛效）的测定  51
    5.4.4 织物断裂强度测试  51
    5.4.5 耐摩擦色牢度测试  51
    5.4.6 织物耐洗牢度测试  51
    5.4.7 织物的整体风格测试  51
  5.5 结果与讨论  51-68
    5.5.1 产物 5 与真丝间的化学成键反应  51-55
    5.5.2 产物 5 的结构对增深度及皂洗牢度的影响  55-57
      5.5.2.1 产物 5 疏水改性程度对增深度的影响  55-56
      5.5.2.2 β-硫酸酯乙基砜基偶联密度对增深度及皂洗牢度的影响  56-57
    5.5.3 产物 5 增深整理织物工艺研究  57-61
      5.5.3.1 产物 5 用量对增深度的影响  57-58
      5.5.3.2 整理液 pH 值对增深度的影响  58-59
      5.5.3.3 浸渍时间对增深度的影响  59-60
      5.5.3.4 浸渍温度对增深度的影响  60-61
    5.5.4 增深整理织物织物表征与性能测试  61-68
      5.5.4.1 增深整理对织物色光的影响  61-63
      5.5.4.2 毛效  63-64
      5.5.4.3 断裂强度  64-65
      5.5.4.4 耐摩擦牢度  65-66
      5.5.4.5 与市售增深剂增深性能的比较  66
      5.5.4.6 织物风格  66-68
  5.6 本章小结  68-69
第六章 结论与建议  69-75
  6.1 结论  69
  6.2 建议  69-75
附录  75-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 丝纺织 > 丝纺织物
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