微波原位整理法制備Al2O3超疏水棉織物的研究.pdf

1、微波技術在紡織品的整理中迅速發(fā)展起來，并成為人們研究的熱門之一。其主要優(yōu)點在于使反應體系快速升溫，加快反應速率、縮短反應時間、提高反應選擇性等，因而廣泛地應用于材料加工與合成等諸多方面。本課題通過改變整理劑的制備方法和整理劑的處理方式，得到了與傳統(tǒng)的鋁皂法不同的超疏水效果。通過微波加熱方法，以普通廉價的工業(yè)產(chǎn)品偏鋁酸鈉和硝酸鋁代替成本高且易燃的有機醇鋁，以純水為溶劑取代了常規(guī)的以乙醇為溶劑來制備納米氧化鋁溶膠，并利用原位生成法在織物上形

2、成納米氧化鋁涂層，采用便宜易得的硬脂酸為拒水劑對織物進行疏水整理，利用氧化鋁溶膠在織物上形成的粗糙表面和之后引入的硬脂酸拒水劑二者之間的協(xié)同作用，從而賦予織物超疏水性能。
　　 以無機鋁鹽NaAlO2和Al(NO3)3·9H2O為鋁源，通過調節(jié)兩種鋁源的摩爾比例，或者是用硝酸作為膠溶劑調節(jié)pH值在3.5～4.5之間，在微波加熱下制備穩(wěn)定的納米氧化鋁溶膠。測試氧化鋁溶膠的粒徑及其粒徑分布，探討溶膠中鋁含量對粒徑大小的影響。實驗結果

3、表明，不加硝酸時制備出的納米氧化鋁溶膠粒徑比較大，且分布無規(guī)律。n(NaAlO2)∶n(Al(NO3)3)=3∶1，加硝酸時制備出的納米氧化鋁溶膠粒子分布均勻且有規(guī)律，主要在40nm～75nm范圍內分布，但溶膠中鋁含量對溶膠粒徑大小影響不大。利用原位法制備納米氧化鋁并整理棉織物，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)測定氧化鋁溶膠整理后織物上的鋁含量，結果表明，棉織物上鋁含量隨溶膠中鋁含量增加而增加，但不呈線性關系。
　　 論

4、文采用微波法對棉織物進行拒水整理，即先將混合鋁溶液和棉織物在微波方式下處理，利用原位方法在棉織物上生成納米氧化鋁涂層，得到的納米氧化鋁預處理棉織物同樣在微波下進行拒水整理（硬脂酸醇溶液），得到疏水性棉織物。通過測定織物靜態(tài)接觸角、淋水等級及靜水壓等，研究了氧化鋁溶膠中鋁含量、拒水劑種類、拒水劑濃度、微波反應溫度和時間等因素對織物拒水性能的影響，探討微波法納米氧化鋁拒水整理的最佳配方及工藝。
　　 實驗結果表明，當兩種鋁源以摩爾比

5、為3∶1(n(NaAlO2)∶n(Al(NO3)3)相混合時（添加HNO3膠溶劑），納米氧化鋁預處理棉織物無需硬脂酸拒水整理就具有良好的拒水性，接觸角最高為138.31°;硬脂酸拒水整理后，接觸角最高達到145.61°。接觸角隨著溶膠中鋁含量以及硬脂酸濃度的增大而增大，但硬脂酸濃度過高時，接觸角有一定程度的降低。織物的靜水壓和淋水等級也均隨著溶膠中鋁含量及硬脂酸濃度的增大而增大，但硬脂酸濃度過高，淋水等級有一定程度的降低。隨著微波反應溫

6、度升高和反應時間延長，織物的拒水性能也相應提高但總體變化不大。綜合考慮，得到棉織物氧化鋁微波法拒水整理的最佳工藝條件是:溶膠中鋁含量為0.50％，硬脂酸濃度為15mmol/L，微波反應溫度為85℃，微波反應時間為60min。
　　 為了研究拒水整理前后織物表面形態(tài)變化，采用FESEM分析經(jīng)納米氧化鋁溶膠整理后織物的表面形態(tài)變化，結果表明，經(jīng)過納米氧化鋁處理后，織物表面變得不再光滑，溝壑變得不再明顯，納米氧化鋁在織物上有部分呈顆粒

7、狀態(tài)，有部分呈薄片狀態(tài)。利用FTIR和XRD譜圖表征、分析微波法制備出的氧化鋁溶膠的形態(tài)，結果表明，納米氧化鋁在織物上以無定形狀態(tài)存在。測試了樣品的斷裂拉伸性能和撕破性能以及其抗靜電性能，實驗結果表明，微波法處理后，棉織物的物理機械性能保持良好，不影響服用要求，微波處理方式對織物基本沒有損傷。
　　 本課題采用微波法制備氧化鋁溶膠和處理織物，制備過程簡單、快速，可以賦予織物優(yōu)異的疏水性能，而且硬脂酸在環(huán)境中易分解，對人體和環(huán)境無