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摘 要

本课题采用纳米TiO₂及经硅烷偶联剂改性后的纳米TiO₂分别对棉织物进行自清洁整理，测试了整理后棉织物的拒水、强力、透气、紫外防护等服用性能。结果表明：棉织物由未经改性的纳米TiO₂在温度120℃、时间5min、浓度0.25mol/L条件，由改性纳米TiO₂在温度150℃、时间3min、浓度0.4mol/L条件下整理后，获得了最佳的自清洁效果。整理后棉织物的断裂强力、断裂伸长率和透气性都有一定程度的下降，但拒水性能和紫外线防护性能获得了一定程度的提高。同时，改性纳米TiO₂的团聚现象明显改善。

关键词：纳米TiO₂；硅烷偶联剂；自清洁

Application of nano TiO₂ in the self-cleaning finishing of cotton fabric

ABSTRACT

The nano TiO₂ and nano TiO₂ modified by silane coupling agent were used to the self-cleaning finish for cotton fabric in this study, respectively, and the performance of cotton fabric in water-repellent, strong, breathable and ultraviolet protection was tested. The results showed that the cotton fabric was treated with unmodified nano TiO₂ at a temperature of 120℃, a time of 5min and a concentration of 0.25mol/L, and the modified nano TiO₂ was treated at a temperature of 150℃, a time of 3min and a concentration of 0.4mol/L to obtain the best self-cleaning effect. After finishing, the breaking strength, elongation at break and permeability of cotton fabric all decreased to a certain extent, but the water-repellent property and ultraviolet protection property were improved to a certain extent. At the same time, the agglomeration of modified nano TiO₂ was significantly improved.

Key word: Nanosized titanium dioxide; Silane coupling agent; Self-cleaning

目 录

摘 要Ⅰ

AbstractⅡ

目 录Ⅲ

第一章 绪论1

1.1研究背景与研究意义1

1.2 自清洁1

1.2.1 自清洁理论1

1.2.2 自清洁织物制备2

1.3纳米二氧化钛的简介3

1.3.1 纳米二氧化钛的晶体结构与性能3

1.3.1.1 纳米二氧化钛的晶型结构3

1.3.1.2 纳米二氧化钛性质3

1.3.2 纳米二氧化钛的制备方法与研究进展4

1.4 本论的研究目的与创新点5

1.4.1 本论文的研究目的5

1.4.2 本论文的创新点5

第二章 自清洁织物的制备6

2.1 实验部分6

2.1.1 实验药品与材料6

2.1.2 实验仪器与设备6

2.1.3 实验方法与测试6

2.2 相关因素探讨6

2.2.1 织物表面形貌分析6

2.2.2 整理条件对织物自清洁性能的影响8

2.2.2.1 整理剂用量对整理效果影响8

2.2.2.2 焙烘时间对效果影响9

2.2.2.3 焙烘温度对效果影响10

2.2.3 性能测试10

2.2.3.1 拒水性能测试10

2.2.3.2 断裂强力与伸长率的测试11

2.2.3.3 透气性能测试12

2.2.3.4 紫外线防护测试13

第三章 结果与讨论14

参考文献15

致 谢18

第一章 绪论

1.1 研究背景与研究意义

自清洁织物在日常生活和产业用中，有非常广阔的市场前景。其一是因为自清洁织物可以解决洗涤带来的环境污染和能源消耗问题，其二是因为自清洁织物本身具有的抗菌功能，因此能够在一定条件下对人体起保护作用，抵制外部污染物的侵害。但从以往的研究中可以发现，自清洁织物的光催化效率低下。本论就此问题进行进一步探讨

1.2 自清洁

1.2.1 自清洁理论

自清洁表面的产生主要归因于以下两种方式；其一是模仿生物体结构进行复制与构建，其二是通过化学方式进行涂层处理。

基于仿生原理构建材料表面结构，比如以荷叶的自清洁效应等为原理进行结构复制。荷叶效应是因为荷叶表面的张力作用，导致雨水滴落在荷叶上时会形成细小的液滴，携带荷叶表面上的灰尘一起脱离叶面，从而达到超疏水与自清洁效果，其物理原理与计算见图1-1、1-2、1-3与式1-1。

固体

空气

液滴

图1-1 接触角定义图

图1-2 液滴在固体表面的不同接触角示意图

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