納米二氧化鈦-苧麻纖維功能復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、苧麻原產(chǎn)我國，又稱“中國草”，是古老而優(yōu)美的紡織材料，在我國具有悠久的歷史。苧麻是初生韌皮纖維，具有楊氏模量高、聚合度大和單纖強(qiáng)度大等特點。作為一種天然纖維素纖維，苧麻具有許多優(yōu)點：透氣性比棉纖維高三倍左右，放濕性好，具有粗獷、挺括、典雅、輕盈、涼爽、透氣、抗菌、保健防腐、防霉等功能，適宜紡織各類衛(wèi)生保健用品，具有良好的穿著服用性能，被公認(rèn)為“天然纖維之王”。因此，苧麻織物越來越受到消費者的青睞。我國約有90％的苧麻產(chǎn)品出口到西方國家。

2、當(dāng)前由于工業(yè)化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致全球二氧化碳排放量劇增，大氣中的臭氧層日趨稀薄，到達(dá)地面紫外線的強(qiáng)度逐年增加，由日光引起的各種皮膚病患者人數(shù)顯著增長。而且環(huán)境的惡化、地球變暖和大氣污染，促使細(xì)菌繁殖，各種傳染病增加。因此，對紫外線的防護(hù)問題越來越引起人們的廣泛重視，我們有必要開發(fā)具有抗紫外功能和抗菌防臭功能的紡織品對皮膚進(jìn)行保護(hù)。在當(dāng)前倡導(dǎo)綠色環(huán)保、可持續(xù)使用及能源和資源短缺的情況下加大對苧麻纖維的研究和功能化開發(fā)具有十分重要的意義。

3、 因此，將苧麻纖維和二氧化鈦進(jìn)行有效結(jié)合，實現(xiàn)性能的互補(bǔ)和優(yōu)化，有望制備出具有較好抗紫外、抗菌性能的新型功能復(fù)合材料?；谝陨舷敕?，主要開展了以下三方面的工作： 1．以液相一步法為基礎(chǔ)并通過對其工藝過程進(jìn)行改進(jìn)和完善，成功的制備出了高分散性納米金紅石型二氧化鈦。我們以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，經(jīng)過水解沉淀、回流膠溶，并在回流后期加入陰離子表面活性劑2-乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉(AOT)，最終制備了高分散性納米金紅石型二氧化鈦，利用TE

4、M、XRD、SEM、FF-IR等方法，從鈦酸丁酯與無水乙醇的體積比、沉淀溫度、回流溫度以及添加AOT的作用四個方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。獲得了制備納米金紅石型二氧化鈦的最佳條件：鈦酸丁酯與無水乙醇的體積比為1：4、沉淀溫度為20℃、回流溫度為90℃，并且在回流后期加入表面活性劑添加AOT。所制備的納米粒子粒徑在10-30 nm左右。該方法不僅具有無需燒結(jié)，過程簡單，對儀器設(shè)備要求低，耗能少等優(yōu)點，而且解決了納米粒子在制備過程中普遍存在的團(tuán)聚性

5、問題。制備出的納米金紅石二氧化鈦粒子具有分散性高、粒徑均勻，純度高等特點，為復(fù)合材料的制備奠定了很好的基礎(chǔ)。 2．通過物理吸附方式成功的制備了納米二氧化鈦/苧麻纖維復(fù)合材料，用運SEM，UV-vis對所制備的材料進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。研究表明，采用該種方法所制備的復(fù)合材料具有較強(qiáng)的抗紫外、抗菌能力，且對紫外線波段有著較寬范圍的吸收，即從410 nm處即開始對紫外線有吸收。該方法具有操作過程簡單，能耗低，污染少，便于工業(yè)化等優(yōu)點。

6、 3．通過對苧麻纖維的羧甲基化改性，實現(xiàn)了以化學(xué)鍵方式制備納米二氧化鈦/苧麻纖維復(fù)合材料。考察了制備苧麻羧甲基纖維素的影響因素，優(yōu)化了制備條件，最終制備了較高取代度的苧麻羧甲基纖維素。以合成的苧麻羧甲基纖維素為基材，通過其與鈦酸丁酯在微量水存在的條件下進(jìn)行緩慢水解反應(yīng)，制備了納米二氧化鈦/苧麻纖維復(fù)合材料，成功地實現(xiàn)了以化學(xué)鍵的方式實現(xiàn)納米TiO<,2>與苧麻纖維結(jié)合的目的。研究表明所制備的復(fù)合材料具有較好的抗紫外、抗菌性能。我們詳