納米自清潔技術(shù)在鞋材非織造布領(lǐng)域中的應(yīng)用

【摘要】： 鞋是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，鞋材良好的自清潔性能將?duì)保證鞋的清潔、美觀以及去除氣味有著至關(guān)重要的作用，因此開(kāi)發(fā)鞋材用自清潔整理劑有深遠(yuǎn)的研究意義和廣闊的市場(chǎng)前景。 本文重點(diǎn)討論了織物自清潔技術(shù)的理論基礎(chǔ)。本文采用的自清潔技術(shù)包括：1．使用拒水拒油整理劑EX910E對(duì)織物進(jìn)行功能整理，使織物具有拒水拒油性能。2．使用有機(jī)氟整理劑來(lái)塑造織物低表面張力的拒水表面，借助極大比表面積的納米粒子來(lái)提高粗糙因子，以構(gòu)造出合適的微結(jié)構(gòu)形成粗糙表面。通過(guò)模擬荷葉效應(yīng)，設(shè)計(jì)出一種納米自清潔整理織物。3．發(fā)揮光觸媒分解有機(jī)物的特點(diǎn)，研究了納米材料的光催化自清潔特性，開(kāi)發(fā)研制一種復(fù)合納米光觸媒自清潔整理劑。并通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝，得到鞋材自清潔整理劑的最佳組成配方和整理工藝。拒水拒油類及荷葉效應(yīng)類自清潔織物拒水性能達(dá)到9級(jí)，拒油性能達(dá)到7級(jí)。光觸媒類自清潔織物在紫外光及日光下均表現(xiàn)出很好的降解有機(jī)污物的能力。 結(jié)合拒水拒油類和光觸媒類自清潔織物特點(diǎn)，研究了結(jié)合拒水拒油和光催化降解有機(jī)物雙重功效的自清潔整理劑。通過(guò)使用硅烷偶聯(lián)劑使納米TiO_2分散穩(wěn)定，并起到連接納米TiO_2與有機(jī)氟整理劑的作用。 針對(duì)光觸媒類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)缺少的現(xiàn)狀，建立了自清潔紡織品測(cè)試方法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法較好的表征了光觸媒自清潔織物的性能，對(duì)自清潔紡織品的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際意義。 本課題還研究了光觸媒類自清潔織物的自清潔動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)光觸媒類自清潔整理織物在紫外光及日光照下的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明自清潔織物的自清潔行為為一級(jí)反應(yīng)，符合Langmuir-Himshelwood方程。在紫外光下，經(jīng)TiO_2整理后的織物的自清潔速率常數(shù)最大，說(shuō)明在紫外光的照射下TiO_2的光催化反應(yīng)速度最快；在日光下經(jīng)復(fù)配ZnO-TiO_2整理后的織物TiO_2光催化反應(yīng)速度最快。 【關(guān)鍵詞】：自清潔 非織造布 荷葉效應(yīng) 光觸媒 動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TS17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題來(lái)源及意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展9-11
• 1.2.1 含氟有機(jī)硅類自清潔紡織品9-10
• 1.2.2 仿荷葉效應(yīng)自清潔紡織品10
• 1.2.3 光觸媒納米自清潔紡織品10-11
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容11-13
• 1.3.1 納米粉體分散穩(wěn)定性研究11
• 1.3.2 納米自清潔整理劑的制備11-12
• 1.3.3 探索兩種自清潔功能結(jié)合的納米自清潔織物12
• 1.3.4 運(yùn)用動(dòng)力學(xué)理論評(píng)價(jià)織物自清潔效果12-13
• 第二章 納米自清潔技術(shù)的理論基礎(chǔ)13-27
• 2.1 納米技術(shù)13-15
• 2.1.1 表面效應(yīng)14
• 2.1.2 體積效應(yīng)14
• 2.1.3 量子尺寸效應(yīng)14-15
• 2.2 拒水拒油機(jī)理15-19
• 2.2.1 接觸角15-16
• 2.2.2 粗糙度因子16
• 2.2.3 拒水拒油整理劑機(jī)理16-17
• 2.2.4 荷葉效應(yīng)17-19
• 2.3 光觸媒19-21
• 2.3.1 一般機(jī)理19-20
• 2.3.2 光催化自清潔機(jī)理20
• 2.3.3 TiO_2的局限性和解決辦法20-21
• 2.3.3.1 貴金屬沉積20-21
• 2.3.3.2 過(guò)渡金屬摻雜21
• 2.3.3.3 半導(dǎo)體復(fù)合21
• 2.4 納米粒子的分散穩(wěn)定21-23
• 2.4.1 團(tuán)聚22
• 2.4.2 分散22-23
• 2.4.2.1 物理分散法22-23
• 2.4.2.2 化學(xué)分散法23
• 2.5 偶聯(lián)劑23-27
• 2.5.1 偶聯(lián)劑種類23-25
• 2.5.2 偶聯(lián)劑機(jī)理25-27
• 第三章 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試方法27-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品及織物27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器27-28
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法28-34
• 3.3.1 納米粒子分散性實(shí)驗(yàn)28-29
• 3.3.1.1 基本操作過(guò)程28
• 3.3.1.2 納米TiO_2的分散:28-29
• 3.3.1.3 納米ZnO的分散29
• 3.3.1.4 納米SiO_2的分散:29
• 3.3.2 含氟拒水拒油整理劑整理工藝29-30
• 3.3.3 仿荷葉效應(yīng)織物整理30-32
• 3.3.3.1 有機(jī)氟整理劑添加納米SiO_2粒子30-31
• 3.3.3.2 有機(jī)氟整理劑添加納米ZnO粒子31
• 3.3.3.3 有機(jī)氟整理劑添加納米SiO_2、ZnO粒子(復(fù)配)31-32
• 3.3.4 光觸媒類自清潔織物整理32-33
• 3.3.4.1 納米TiO_2粒子整理織物32
• 3.3.4.2 納米TiO_2與其他納米粒子復(fù)配整理織物32-33
• 3.3.5 納米TiO_2與拒水拒油整理劑協(xié)同效應(yīng)實(shí)驗(yàn)33-34
• 3.3.5.1 偶聯(lián)劑用量實(shí)驗(yàn)33-34
• 3.3.5.2 加料順序的選擇實(shí)驗(yàn)34
• 3.4 測(cè)試及評(píng)價(jià)方法34-38
• 3.4.1 分散體系評(píng)價(jià)方法34-35
• 3.4.2 拒水性能測(cè)試方法35
• 3.4.3 拒油性能測(cè)試方法35
• 3.4.4 織物透氣性測(cè)試方法35-36
• 3.4.5 光觸媒自清潔織物分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)36-38
• 第四章 織物自清潔整理工藝及性能研究38-58
• 4.1 納米粒子分散性研究38-42
• 4.1.1 納米TiO_2分散體系評(píng)價(jià)38-40
• 4.1.1.1 分散劑的選擇試驗(yàn)結(jié)果與討論38-39
• 4.1.1.2 分散劑的用量試驗(yàn)結(jié)果與討論39-40
• 4.1.2 納米ZnO的分散性研究40-41
• 4.1.2.1 分散劑的選擇40-41
• 4.1.2.2 分散劑的用量選擇41
• 4.1.3 納米SiO_2的分散41-42
• 4.2 拒水拒油整理性能研究42-48
• 4.2.1 拒水拒油整理工藝優(yōu)化42-44
• 4.2.2 SiO_2荷葉效應(yīng)拒水拒油性能研究44-45
• 4.2.3 納米ZnO荷葉效應(yīng)拒水拒油性能研究45-47
• 4.2.4 納米ZnO、SiO_2粒子復(fù)配模仿荷葉效應(yīng)47-48
• 4.3 拒水拒油整理織物自清潔效果實(shí)測(cè)48-49
• 4.4 光觸媒自清潔織物性能研究49-53
• 4.4.1 光觸媒TiO_2自清潔織物光催化能力評(píng)價(jià)及整理工藝優(yōu)化49-50
• 4.4.2.光觸媒TiO_2與其他納米粒子復(fù)配整理織物的自清潔效果50-51
• 4.4.3 光觸媒自清潔織物性能51-53
• 4.5 光觸媒與拒水拒油整理劑的協(xié)同效應(yīng)研究53-58
• 4.5.1 取長(zhǎng)補(bǔ)短,探索兩者結(jié)合的可行性53-54
• 4.5.2 偶聯(lián)劑的作用機(jī)理54-55
• 4.5.3 拒水拒油整理劑與納米粉體的拼混性能55-56
• 4.5.3.1 偶聯(lián)劑用量的確定55
• 4.5.3.2 加料順序的選擇55-56
• 4.5.4 整理效果分析56-58
• 4.5.4.1 整理工藝56
• 4.5.4.2 整理后織物透氣性測(cè)試56
• 4.5.4.3 自清潔性能分析56-58
• 第五章 光催化自清潔整理織物動(dòng)力學(xué)分析58-74
• 5.1 動(dòng)力學(xué)方程58-60
• 5.1.1 反應(yīng)速率58
• 5.1.2 反應(yīng)級(jí)數(shù)58-59
• 5.1.3 光催化動(dòng)力方程59-60
• 5.2 光催化動(dòng)力學(xué)分析60-71
• 5.2.1 純TiO_2光催化動(dòng)力學(xué)分析61-65
• 5.2.1.1 紫外線照射61-63
• 5.2.1.2 自然光線照射63-65
• 5.2.2 TiO_2復(fù)配ZnO光催化動(dòng)力學(xué)分析65-68
• 5.2.2.1 紫外線照射65-66
• 5.2.2.2 自然光線照射66-68
• 5.2.3 TiO_2復(fù)配SiO_2光催化動(dòng)力學(xué)分析68-71
• 5.2.3.1 紫外線照射68-69
• 5.2.3.2 自然光線照射69-71
• 5.3 結(jié)果分析與討論71-74
• 第六章 全文結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文以及參加科研情況79-80
• 致謝80

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