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太陽光輻射中,到達地面的紫外線以波長為280~400nm的UVA和UVB為主,它們具有極高的能量,長時間的紫外線照射,會加速人體皮膚老化,引起皮膚病,甚至誘發皮膚癌等。因此,提高織物的防紫外線輻射性能便顯得尤為重要。TiO2、ZnO等粒子具有較好的屏蔽紫外線的能力,然而它們的粉體與紡織品之間的結合作用不強,存在著水洗牢度較差、功能不能持久和織物手感變劣等缺點[1-4]。目前,采用TiO2等各類溶膠對織物整理,也是提高織物防紫外性能的方法之一。這種方法能使織物防紫外性能的耐久性有一定程度的改善[5-9]。然而大多數文獻只是對某一種溶膠的防紫外性能進行討論,在相同的處理條件下,不同溶膠的處理效果以及復合溶膠中每個組分所起的作用研究的還比較少。本文中分別制備不同配比和濃度的SiO2/TiO2和ZnO/TiO2復合溶膠,結合整理前后織物物理機械性能的變化,探討了各類復合溶膠在織物防紫外整理中的不同效果。1　實驗部分 1.1　試劑與儀器織物經過退漿、精練的純棉府綢織物,支數為40×40,經紗和緯紗密度為133×72;正硅酸四乙酯(TEOS)、鈦酸四正丁酯、無水乙醇、鹽酸、冰醋酸、乙酸鋅、乙醇胺均為分析純;去離子水,實驗室自制。TU-1901雙光束紫外可見分光光度計;P-130軋車;HH-6恒溫磁力加熱攪拌器;R-3焙烘箱;24A-1恒溫振蕩水浴鍋。1.2　實驗方法 1.2.1　復合溶膠的制備SiO2溶膠:一定量的乙醇、TEOS、鹽酸和水按比例混合,在50℃下,用磁力加熱攪拌器攪拌6h,制得硅溶膠,靜置待用。TiO2溶膠:取一定量的鈦酸四正丁酯、無水乙醇、鹽酸和去離子水,將鹽酸與去離子水的混合溶液在不斷攪拌的情況下緩慢滴加到鈦酸四正丁酯與無水乙醇混合液當中,滴加完后繼續攪拌30min,靜置待用。 ZnO溶膠:稱取一定量的二水乙酸鋅完全溶于無水乙醇中,依次滴加與二

水乙酸鋅等摩爾的乙醇胺和一定量的冰醋酸,混合后放入振蕩水浴鍋中于60℃下,振蕩5h,即可得到澄清透明的ZnO溶膠。SiO2/TiO2復合溶膠:取一定量的SiO2溶膠與去離子水均勻混合,在不斷攪拌下緩慢滴加適當比例的TiO2溶膠,滴完后在室溫下繼續攪拌30min,即得不同配比的SiO2/TiO2復合溶膠。1.2.2　溶膠對織物的整理工藝浸漬二浸二軋(軋余率65%~75%)烘干(60℃,5min)焙烘(150℃,3min)。1.2.3　測試方法 1.2.3.1　織物的透過率測試將整理后的織物剪成4cm×5cm的布樣,放入雙光束紫外可見分光光度計內,根據測得的數據繪制透過率曲線。1.2.3.2　織物的物理機械性能測試參照GB/T3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》,測定整理前后棉織物的斷裂強力和斷裂伸長率。2　結果與討論 2.1　SiO2/TiO2復合溶膠對織物防紫外性能的影響 2.1.1　SiO2/TiO2復合溶膠配比對織物防紫外性能的影響　制備不同配比,濃度均為0.2mol/L的SiO2/TiO2復合溶膠,對織物進行防紫外整理,測試整理后織物的紫外線透光率見圖1。由圖1可知,經復合溶膠整理過的棉織物較未整理織物在整個紫外波段的透光率都有一定程度的下降,當n(SiO2)∶n(TiO2)=4∶1~0∶5時,織物在UVB(280~315nm)和UVC(200~280nm)段的紫外線透光率顯著下降,幾乎接近于零。在同樣的波長下,復合溶膠中TiO2的比例越大,整理織物的紫外光透過率越小,當TiO2為100%時,紫外線透過率最小,這說明在相同濃度下,經SiO2/TiO2復合溶膠整理后的織物的防紫外性能不及TiO2溶膠,這主要是因為通過溶膠凝膠法制得的TiO2是納米級的,此時TiO2的電子結構中存在約為3.2eV的禁止帶間隙

,相當于約410nm波長的光能,TiO2的電子會被波長小于410nm的紫外線激發,當納米TiO2受光線照射時,比禁止帶間隙能量大的光被吸收,價電子帶的電子激發至傳導帶,從而對紫外光有一定的吸收和屏蔽作用[4]。而SiO2禁止帶間隙在4eV或5eV以上,激發需要波長極短的紫外線,所以對紫外光幾乎沒有吸收作用,當SiO2溶膠與TiO2溶膠復合后,相同濃度的溶膠中TiO2含量減少,對紫外光的吸收和屏蔽作用降低[8]。然而,經SiO2溶膠整理后的織物的紫外線透過率,在整個紫外光波段較空白布樣也有一定程度的下降,這主要是因為織物經溶膠整理后其表面形成一層致密的薄膜,在一定程度上阻礙了紫外線的透入,對紫外光線產生一定的屏蔽作用。但是,并不是TiO2的配比越大越好,因為要制備性能較穩定的TiO2溶膠,必須是在強酸性的條件下,在處理織物的過程中不可避免地會影響織物的一些物理機械性能。表1為整理前后織物的拉伸性能的變化情況。