论文总字数：12450字

摘 要

本课题利用纳米二氧化钛在有聚多巴胺层的棉织物上进行抗紫外整理，从而得到具有抗紫外性能的棉织物。本课题是利用多巴胺在棉织物上自聚合，再在有聚多巴胺层的棉织物上用原位还原的办法得到纳米级别的二氧化钛颗粒，从而使其涂覆在棉织物上。在经过SEM、EDX、XPS的手段表征后，得出聚多巴胺层以及纳米二氧化钛涂层很好的涂覆在了棉织物上。经过抗拉强度测试，整理后的棉织物比原步的抗拉强度略小，但依然具有较大的抗拉强度。在紫外线防护检测后，UPF值可以达到126.7并且在经过5次水洗后UPF值依然可以达到108，这表明经过聚多巴胺/纳米二氧化钛整理后的棉织物有很好又持久的抗紫外性能。

关键词： 聚多巴胺 纳米TiO₂ 棉织物 抗紫外整理

Anti UV finishing of polydopamine / TiO₂ Composite

Abstract

In this paper, nano titanium dioxide was used to finish cotton fabric with polydopamine layer to resist UV. In this paper, we use dopamine to self polymerize on cotton fabric, and then use in-situ reduction method to get nano-sized titanium dioxide particles on cotton fabric with a layer of dopamine, so that it can be coated on cotton fabric. After being characterized by SEM, EDX and XPS, it is concluded that the polydopamine layer and nano titanium dioxide coating are well coated on cotton fabric. Through the tensile strength test, the finished cotton fabric is slightly smaller than the original tensile strength, but still has a larger tensile strength. After UV protection test, UPF value can reach 126.7 and it can still reach 108 after 5 times of washing, which shows that the cotton fabric after finishing with poly dopamine / nano titanium dioxide has good and lasting UV resistance.

Keywords: Dopamine; Nano TiO₂;Cotton fabrics; UV resistant finish

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

第二章 实验原理 4

2.1聚多巴胺 4

2.2纳米TiO₂ 5

2.3 聚多巴胺/TiO₂复合对织物的整理 6

第三章 实验部分 7

3.1实验材料和实验仪器 7

3.2 实验流程 8

3.2.1多巴胺自聚合 8

3.2.2原位还原纳米二氧化钛 8

3.3性能测试 9

3.3.1聚多巴胺及纳米二氧化钛层的表征 9

3.3.2 紫外线防护性能检测 9

3.3.3抗拉强度 10

第四章 实验结果与讨论 11

4.1聚多巴胺涂层棉织物的性能研究 11

4.2二氧化钛涂层棉织物的性能研究 14

4.3紫外防护检测 15

4.4抗拉强度 15

第五章 结论与展望 16

5.1结论 16

5.2展望 16

参考文献 17

致 谢 19

第一章 前言

人类在进入二十一世纪以后，随着人们生活水平的提高，CFC类氟利昂作为效果良好的制冷剂在生活中开始广泛使用，但是空气中大量氟利昂的存在使得大气的臭氧层遭受到了严重的破坏，从而形成的臭氧空洞数量越来越多，而且空洞面积面积越来越大，从而削弱了其吸收紫外辐射的效力，到达地球表面的紫外辐射不断增加^[1]。一项研究发现，臭氧层的破坏程度和紫外线的增加量、皮肤癌的发病率呈指数增长关系，紫外线带给人类双重作用^{[2, 3]}。

一方面适当的紫外线照射可对人的身体有好处，紫外线可以促进人体内的钙的吸收。另一方面过量的紫外照射会给人类健康带来不可逆的影响^[2]。在1997年大阪大学依靠实验而得出紫外线可以造成人体皮肤癌的问题。而在过去的几十年的演变进程中，欧美区域皮肤癌实际的发生率有着大幅提升，根据有关机构的报告分析，在降低百分之一臭氧含量的同时，皮肤癌的整体发病率会进一步提升至百分之二左右。

表1-1不同波长紫外线的危害

抗紫外整理之后的有关织物，存在防紫外线以及清除氧自由基等基础的效果，一方面可以控制过度的辐射而造成的皮肤损害的问题^[5]，实现较为理想的修复皮肤、延缓老化的效果，例如控制有关的氧化损伤、炎症、衰老等问题，也能够确保整体的免疫功能实现较为理想的状态，具备良好的安全性，获得了越来越多的关注^[1]。

随着生活质量的提高，人们对多功能抗紫外纺织品的需求越来越大^[7]。棉具有良好的润湿性透气性和舒适性，并且已被广泛用于服装中。但是其抗紫外线能力差和细菌繁殖的缺点限制了其应用前景，因此研发具有抗紫外性能的棉织物是极为重要的。TiO₂纳米粒子以其非常好的的紫外线屏蔽性能而受到人们的喜爱，在棉织物表面沉积TiO₂纳米颗粒，以研究棉织物的抗紫外性能具有极其重要的意义^{[8, 9]}。

为了改善棉织物的抗紫外性能，人们对其进行了大量的研究。二氧化钛纳米粒子是常用的抗紫外线添加剂和极其有效的紫外线屏蔽剂。研究者们一直致力于这一领域，特别是TiO₂被用于棉织物的抗菌、防紫外线、抗静电、拒油、自洁等功能化。虽然有多种方法固定TiO₂，但纳米二氧化钛粒子在棉织物上的粘附性仍然是一个很大的问题。

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