【纺织工程专业】【毕业设计+开题报告+文献综述】 自清洁荧光面料的开发

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（20届）毕业论文（设计）自清洁荧光面料的开发38 摘要：随着生活水平的提高，人们对纺织品的功能性要求越来越高，为满足市场对功能性面料不断增长的需求，本课题研究一种兼具自清洁和荧光功能的新型面料，通过精练剂和整理剂的筛选、复配及染整加工工艺条件改进等措施，对这种新型面料的前处理技术、自清洁和荧光整理工艺进行了探讨，并对这种面料的有关性能进行了测试，结果表明经自清洁荧光处理后拒油拒水性达到4-5级，荧光性能明显，织物强力有所下降，悬垂性有所改善，抗折皱性能有一定提高，织物重量有所下降。关键词：自清洁，荧光，面料38 Developmentoffluorescentself-cleaningfabricsAbstract：Withtheimprovementoflivingstandards，peopleareincreasinglydemandingtextilefunctionalhighfunctionalitytomeetthemarket'sgrowingdemandforfabrics，thesubjectofstudyafunctionofboththeself-cleaningandanewtypeoffluorescentmaterial，byscouringagentAndthefinishingagentofthescreening，dyeingandfinishingofcomplexmeasurestoimproveconditions，thefirstofthisnewmaterialprocessingtechniques，self-cleaningandfluorescencefinishingprocesswasdiscussed，andtherelevantpropertiesofthisfabricweretestedtheresultsshowedthataftertreatmentbyfluorescenceself-cleaningrefuseto4-5gradeoilresistantandwater-based，fluorescencepropertiessignificantly，decreasedfabricstrength，improveddrape，anti-wrinklepropertiesofacertainincreasefabricweightdecreased。Keywords:self-cleaningfluorescentfabric38 目录1绪论71.1概述71.2自清洁研究的现状、成果及动态81.2.1拒水拒油整理剂发展概况81.2.2超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用81.2.3荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用81.2.4纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用91.3课题的研究内容、拟采取的研究方法、技术路线及研究难点与目标101.3.1研究内容101.3.2研究方法101.3.3技术路线101.3.4研究难点101.3.5预期目标102自清洁荧光面料开发试验112.1前处理112.1.1退浆112.1.2精练122.1.3烘干预定形132.1.4碱减量132.2自清洁和荧光整理152.2.1整理剂的选择152.2.2整理剂的应用162.2.3实验操作163自清洁荧光面料的性能测试与结果分析173.1试验材料及测试仪器173.2测试方法及步骤173.2.1抗皱织物的抗皱性测试173.2.2织物撕破强力193.2.3拉伸断裂强力203.2.4织物悬垂性223.2.5拒水拒油测试234总结与展望25参考文献26致谢28附录29附录A自清洁荧光面料的市场问卷29附录B主要实验仪器2938 1绪论1.1概述纺织品在穿着过程中，很容易沾上污物。被沾污的纺织品不仅外观变差，而且造成透气透湿性下降，热传导性增强，甚至会促进微生物的繁殖和生长，导致舒适性及机械性能下降并影响人体健康。因此，人们都希望纺织品能尽量保持清洁卫生，不沾污。目前，尽管各类功能性纺织服装产品琳琅满目、层出不穷，但随着现代社会生活节奏的加快以及人们对生态健康问题的日益重视，那些舒适、美观、卫生、洗涤和保管方便的纺织品始终是消费者普遍关注的焦点。从环保角度考虑，防污品既可减少洗涤次数，又可以减少洗涤剂及水的使用量，对保护环境和节约水资源可起到积极作用。因此，自清洁型面料的开发不仅可改善产品的外观风格、服用性能，而且能起到保护环境的作用。荧光产品作为一种具有安全警示防护和识别功能的高能见度产品，其使用范围正不断得到扩展。该产品不仅在交通环卫公安等领域普遍使用，而且夜间作业及特种作业的人员也正逐步使用开来。用于人体穿着的这类产品以涂层居多，这类产品具有良好的荧光效果，但由于它的透气透湿性能较差，使得其使用范围受到限制，尤其是在高温天气状态下，着装者会感到闷湿，进而影响到作业者的身体健康和作业效率。近年来，随着荧光染料的出现，带来了荧光面料的一次换代，以荧光染料染色得到的面料尽管其荧光效果比涂层面料稍差，但其良好的热湿舒适性使其更能广泛应用于对荧光要求不是特别严格的领域。本课题选用目前使用最为广泛的涤纶面料为基础研究对象，借鉴前人纳米技术在纺织开发中研究的成果，综合自清洁和荧光整理技术，通过精练剂和整理剂的筛选、复配及染整加工工艺条件改进等措施，对涤纶面料的前处理技术、自清洁和荧光整理工艺进行探讨和研究，并对研究结果进行分析、测试，以期能开发出具有良好性能的自清洁荧光面料。38 1.2自清洁研究的现状、成果及动态1.2.1拒水拒油整理剂发展概况织物拒水整理的历史源远流长。最古老又最经济的拒水整理方法，是用石蜡、铝盐等拒水剂，操作简单，成本低，可是没有耐久性。有机硅整理剂具有耐久性和拒水性，而且整理后织物强度损失小，手感柔软，但没有拒油性。同时具有拒水拒油效果及耐久性的当属有机氟化合物。与有机硅类及烃类整理剂相比，有机氟整理剂在表面活性、拒水拒油及防污性、抗静电性、耐洗涤性等方面具有显著的优点。自美国3M公司首先推出“Scotchgard”拒水拒油整理剂以来，各国著名化学品生产厂商也纷纷推出了相应产品，如美国杜邦公司，德国赫司脱（Nuva），法国（AtoChem），日本旭硝子（Asahigurad）和大金工业（Unidyne）等。目前，含氟整理剂已成为织物拒水拒油整理剂的代表性产品，在我国纺织企业得到了广泛应用。但是，国内生产的含氟整理剂大都是进口商品的改头换面，或经稀释或稍加复配而已，因此价格昂贵。另外，随着各发达国家和国际组织一系列关于在纺织品中限制甚至禁止使用各类有害物质的规定或条令的出台，环保型含氟拒水拒油整理剂的开发已是势在必行，如产品中不存在AEPO乳化剂和AOX、VOC等污染物；减少PFOS/PFOA类化合物的使用量等。毫无疑问，解决问题的根本途径是开发绿色环保型“三防”和易去污织物及其配套整理剂，以替代目前普遍使用的有机氟类“三防”整理剂。1.2.2超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用用超细纤维制成的高密织物，由于纤维直径很细，比表面积大，富含微孔等原因，即使不经涂层处理，也具有持久的拒水拒油及自清洁功能，并且质地轻盈，悬垂性好，手感细致柔软。1.2.3荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用38 大自然赋予了荷叶出淤泥而不染的秉性，水鸟身体表面的羽毛不会被水润湿，这些生物学现象引起了人们的普遍关注。德国科学家通过扫描电镜和原子力显微镜对荷叶等２万种植物的叶面微观结构进行观察，揭示了荷叶拒水自洁的原理，即“荷叶效应”原理。“荷叶效应”的秘密主要在于它的纳米或亚微米尺度的粗糙表面结构，而不在于它的化学组成。研究发现，荷叶表面有许多亚微米级的乳头状凸起，凸起间的凹陷处充满空气，而凸起和间隔处又被许多直径为１nm左右的蜡质晶体所覆盖，使水不能进入叶面内部。亚微米级的粗糙表面以及纳米级的低表面张力蜡质晶体覆盖物是荷叶具有高度拒水自洁的根本原因。目前，根据“荷叶效应”原理，已经有关于成功利用等离子体、激光刻蚀等表面处理技术来形成聚合物或无机物超拒水表面膜的报道，部分具有“荷叶效应”的纺织产品也开发成功。毫无疑问，“荷叶型”超拒水拒油和自清洁纤维及织物，在高技术纺织品上具有很大的应用潜力。1.2.4纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用传统有机硅及有机氟拒水拒油整理剂，主要存在两个缺点：⑴在织物表面附着防水性材料会影响到织物的透湿透气性和着装舒适性。⑵有机硅及有机氟拒水拒油整理剂中，含有对环境及人体健康境不利的成分。因此，利用纳米技术对织物进行拒水拒油整理，日益引起了人们的重视，尤其是天然纤维与纳米技术的结合。与传统的有机硅及有机氟拒水拒油整理剂不同，纳米防污整理剂以无机材料为主体，不含对人体有害的化学成分，且处理后的织物可保持原有的性能。纳米技术应用于织物拒水拒油整理是基于“荷叶效应”的原理。经过纳米技术处理的服装面料，在表面形成犹如荷叶的粗糙结构，从而在织物表面构造出纳米结构的空气薄膜保护层，使织物具有超疏水、疏油的奇异特性。另外，均匀分布在织物表面的无机纳米粒子，不仅可以有效消除静电，阻止尘埃的吸附；还可以离解空气中的氧，生成负氧离子，阻止或杀死有机物，防止有机生物垃圾生成，从而起到防污抗菌的作用。利用纳米技术开发拒水拒油织物已有相关报道并有产品问世。如瑞士SchoellerTextileAG公司采用溶胶—凝胶技术，将纳米粒子固着于织物表面，形成“荷叶”型的粗糙表面结构，从而获得超拒水、拒油功能。美国Nano-Tex公司在棉织物表面接枝由一个个原子堆砌而成的纳米须晶，用该技术处理后的棉织物具有抗皱、防雨及防污功能。瑞典TEXCOAT公司利用纳米处理技术研制出了可用于棉、麻、丝、羊毛等成衣织物上的防皱防水防污涂料。国内较为成功的产品主要是鄂尔多斯的三防羊绒织物。尽管目前人们对“荷叶效应”原理已有充分的认识，纳米技术也已在纺织业推广应用，但是利用纳米技术开发拒水拒油织物，特别是涤纶织物，在我国还处于起步阶段。其主要技术瓶颈之一是纳米功能颗粒在纺织材料表面的牢固附着及纳米尺度的均匀分散问题，目前仍然没有得到彻底解决。已部分产业化的功能性整理剂，纳米粒子的均匀分散性较差，在纺织材料表面不能牢固附着，纳米材料的原有特性没有充分发挥，可控程度低，导致生产的连续性和产品质量的稳定性不够。38 1.3课题的研究内容、拟采取的研究方法、技术路线及研究难点与目标1.3.1研究内容自清洁荧光面料加工技术路线研究；自清洁和荧光面料前处理技术及工艺分析；自清洁和荧光整理剂的筛选、复配；自清洁和荧光整理工艺研究；自清洁荧光面料生产技术研究；自清洁和荧光面料性能测试和分析。1.3.2研究方法在大量文献分析研究的基础上，制定研究课题方案，并根据研究方案确定技术路线和试验方法与试验步骤。1.3.3技术路线相关文献资料查阅、分析研究—→制定研究方案—→确定技术路线—→自清洁与荧光整理剂的筛选—→自清洁荧光面料加工工艺研究与产品开发—→面料相关性能的测试、分析1.3.4研究难点解决自清洁荧光处理后面料剩余强力值下降严重的关键技术问题。1.3.5预期目标开发出一种具有自清洁荧光效果的新型服装面料。38 2自清洁荧光面料开发试验2.1前处理这次实验的荧光布是一块超细纤维织物，在其因纤度细而带来很多优点的同时，也给染整后加工带来了新的挑战，如难染深色（尤其是单丝纤度更小的超细纤维），容易发生染色不匀、擦痕、边疵，湿牢度、耐光牢度、升华牢度降低等问题。造成这些染色加工间题的原因主要是由于染色处方不当，或前处理不充分、不均匀。虽然目前已有报道，通过增深处理、碱性染色、选择合适的工艺路线及染料等可解决这些问题口，但效果不很明显，且各有其弊病。特别是若因前处理不当而造成的染色问题是很难在后加工中解决的。染色的前处理加工是非常关键的，有人经过研究，产品的质量和风格80%取决于前处理加工。前处理工艺过程如下：上浆坯布→退浆→精练和松弛→碱减量（剥离开纤）→烘干预定形无浆坯布→精练和松弛→烘干预定形→碱减量（剥离开纤）2.1.1退浆超细纤维织物上的浆料一般为聚醋、聚丙烯酸醋聚乙烯醇聚醋酸乙烯、梭甲基纤维素和淀粉等，其中以使用聚醋和聚丙烯酸醋居多。由于经纱的纤维纤度很细，使得上浆量较大，要得到均匀和纯正的色泽必须去尽浆料。退浆之前需了解织物上浆料的类型，如果无法从纺织厂获得坯布上浆的有关技术资料，可用试验测知。如在涤纶超细纤维上可用阳离子染料阿斯屈拉松红的着色试验来将聚酯类浆和聚丙烯酸酯类浆区别开来。具体操作如下：将待测物品置于烧杯中，加入含有0.5%AstrazonRedF3BL染料及冰醋酸溶液，静置2-3min(浴比1:60，ph值为6-7)，染色后用冷水洗清，若试样呈艳红色，说明坯布上的浆料是聚醋类或聚丙烯酸醋类，否则为聚乙烯醇浆;再将染色试样放入试管中，用冷甲醇萃取三次，如试样仍呈艳红色表示为聚醋类浆料，若无色则可能是聚丙烯酸醋类浆料。超细纤维织物退浆大多采用碱退浆，工艺比较简单。聚酯浆料可以被水解，但对电解质很敏感，所以需用中性或弱碱性软水（以纯碱或磷酸三钠调节ph值至8-8.5），并添加非离子助剂，便可洗净，洗涤温度为80°—90°。但聚丙烯酸酷类浆料品种很多，38 性能各异。如用于一般喷气织机中的聚丙烯酸酷浆料，可在纯碱中洗去，但喷水织机用的聚丙烯酸醋浆料，则必须在烧碱液中才能充分去除。洗涤浴的pH值应保持稳定，同时加入非离子助剂促使浆料洗净，温度为80-90℃。由于超细纤维织物紧密，纤维间隙很小，而上浆率高，溶液的润湿渗透困难，因此在退浆时应先使浆料充分膨化，尤其在连续前处理工艺中，一般要增加预浸、轧堆工艺（室温堆放3-24h），退浆的洗涤可在平幅低张力平洗机上进行，若在溢流机上进行，应确保不沾污设备内壁。退浆效果可以用着色法来检验，阳离子染料使聚醋和丙烯酸醋类浆料看色。在1gLBaSacrylBlueGL或AstrazonRedF3BL，80℃、pH值为4.5的染液中，织物不着色或只轻微沾色，则表示退浆充分，若呈红色则织物上浆料含量较多，会影响后步加工，应重新退浆。2.1.2精练超细纤维织物在织造过程中，为改善纱线的平滑性能和防止产生毛羽而施加了大量的浆料和油剂、蜡质等，所以在精练过程中必须达到以下两个目的：（1）充分去除油剂和蜡质，使残脂率低于0.2%，以消除发烟性、织物拒水性和可能造成染斑的隐患（2）为防止已脱落的油剂和浆料再沾附到织物上，精练剂的选用及精练工艺都有其特殊性。普通合纤一般均以丙烯酸酯系浆料为主上浆，而超细纤维织物则以施加矿物油、醋化油、蜡质类的复合油剂为主。因此超细织物的精练剂以表面活性剂的作用为主，碱剂则作为助练剂使用，表面活性剂靠渗透、乳化、分散、可溶化的洗净作用而去除油剂，同时防止脱落的浆料和油剂再吸附。（1）油脂萃取法：先将织物恒重，再用溶剂将纤维上残存的油脂萃取后再恒重，计算残脂率。残脂率=（萃取前织物重一萃取后织物重）/萃取前织物重×100%萃取溶剂可用乙醇或四氯化碳等，我们曾对这两种溶剂的萃取效果作了比较，在相同条件下萃取3h，其结果如下：萃取剂萃取前布重萃取后布重失重残脂率（%）乙醇2.72462.72000.00460.17四氯化碳2.71252.70970.00280.10其中以四氯化碳作萃取液重现性好。（2）冒烟定量法：在气相色谱仪中加热纤维，测定从纤维中挥发出来的气体（38 冒烟量），在热定形时将来自纤维的冒烟量加以定量分析，一般冒烟量应小于30mg，冒烟量越少，则精练效果越佳。2.1.3烘干预定形超细纤维织物热定形可除去织物折皱而赋予织物布面平整和较好的回弹性及悬垂性，同时有利于加工。对100%聚酯超细纤维通常在180℃热定形30s；而对于涤锦复合型超细纤维织物则应根据双组分超细纤维的玻璃化温度和熔点来选择合适的热定形温度、时间和张力。合适的工艺条件为：定形温度170-175℃，时间30s，经向适当超喂。2.1.4碱减量超细纤维前处理中碱减量为重要工序，对复合型涤锦超细纤维织物来说，此工序可进行染色前的剥离开纤。（1）碱减量促进剂的选取在聚醋超细纤维织物碱减量过程中，为了促进烧碱对涤纶纤维的反应，提高重现性、缩短减量时间、减少废水处理等，常常加一定量的减量促进剂。根据水解反应机理，在阳离子胶体溶液中，聚酯可能被增溶于胶束中，而其酯基则处于胶束与溶液的界面区域。由于OHˉ的加入，水解的中间物带有负电荷，邻近的阳离子表面活性剂胶束的正电荷将其稳定并增加整个反应速度，因而减量促进剂一般选用阳离子表面活性剂(如1227、1631、1242等)，使之能有效地利用NaOH并缩短减量时间。但其缺点是使被处理织物变黄且强度降低。一般需要在减量结束后用1-1.5g/L双氧水，80-85℃处理30min，以改善织物白度。由日华公司开发的NeorateNCB是由特殊的季按盐组成，处理后织物基本无上述疵病。另外，一方社油脂公司的DYK-1125经使用证明，也是较理想的减量促进剂。（2）碱减量工艺的控制超细纤维织物的碱减量加工主要有三种方法：􀀁①挂练法：织物无张力，有利于改善织物手感，但操作控制困难。􀀂②溢流法：有搓洗作用，适用于溶胀或溶解分离型纤维。③连续法：操作控制稳定，生产效率高，但对设备要求高，因有张力而影响织物风格。在一般的溢流染色机上进行碱减量加工的工艺流程为：碱减量→皂洗→热水洗→冷水洗→酸中和→冷水洗，工艺处方则视减量要求而定。（3）碱减量效果的评价38 碱减量的效果可根据织物的手感、外观、飘逸性来检测，然而比较主观，不能定量地分析，而且还受织物结构、收缩率等因素影响。而较为精确的方法有两种：①碱性染料染色法：因聚醋分子的水解珍不仅发生于自由端基，并且也发生在链的中间，这就大大增加了自由梭基，从而增加了与碱性染料的结合。用碱性染料对经碱处理的聚酯纤维染色可显示碱处理的程度，其染色方法0.05%owf的Basacryl蓝绿X-5G，浴比1：20，pH值4-5，20℃染10min，对照检测标准系列可对碱处理的程度进行评价。②失重率测定法织物的减量率=（W①-W②）/W①×100%式中W①—处理前织物重量；W②—处理后织物重量。这种测定方法比较正确，关键是掌握好恒重和称重。减量率不宜太大，否则，织物的强力下降过大将会破坏织物原有的风格。就匀染性而言，碱处理的均匀性是十分重要的，否则将导致染色性能的差异。这种差异在染色中是难以解决的，甚至小的错误也会引起消光效果的差异，使生产的染色物带有云状斑渍，这一点应特别注意。涤锦复合超细纤维的碱减量过程即是织物的剥离开纤过程。碱水解法是涤锦复合超细纤维的剥离开纤中所用三种方法中的一种。利用复合纤维两种组分均可被碱加速水解的机理，在碱水溶液中（或再加某些促进剂）复台纤维两组分的界面发生水解，减弱粘合力，使之易于剥离，达到开纤的目的。另两种方法分别是机械法和溶胀法。机械法是利用针刺、起毛等机械作用进行剥离，一般只发生在纤维的表面(而溶胀法是利用对复合纤维的一种或两种组分起溶胀作用的溶剂（溶胀剂）处理，以溶胀作用使两组分产生不同的收缩率，使界面产生的内应力减弱界面上的粘合力，使之易于剥离而达到开纤的目的。常用的溶胀剂有甲酸、对甲基苯酚钠和二氯甲烷等。实际生产中，以上各种开纤方法的效果随纤维而异，可单独进行。也可综合处理。如先用溶胀剂或水解法或两者并用，使其部分开纤，再利用磨绒、拉毛等机械方法使之进一步分离。这些剥离开纤的工艺不同于涤纶的碱减量，涤纶碱减量一般要求织物的失重较多，而剥离开纤的要求是织物失重尽可能少，但剥离开纤率则要高，并且加工要方便易行。测定剥离开纤率可采用显微镜法。取30根复合纤维丝，在显微镜下观察计数，被剥离开纤的单丝根数为x，复合纤维中总的单丝根数为y，则剥离开纤率=x/y×100%。复合纤维的剥离开纤难易程度不仅随生产厂家而且差异很大，即使是同一批产品各纤维润剥离性能差别也大，这是因为在纤维成型时，各纤维受到的剪切速率、温度、抽伸拉力等不同引起的。如果以织物进行剥离开纤，则由于纱线间的挤压作用、不同部位的纤维剥离难易也是不同的。因此，实际剥离开纤只能控制在一定的水平上，一般开纤率达80%38 则属于充分开纤。2.2自清洁和荧光整理2.2.1整理剂的选择三氟氯乙烯(CTEF)，四氟乙烯(TEF)，偏氟乙稀(VDF)，氟乙烯(VF)等含氟单体，在常温下呈气体状态，往往需要在高压下使单体液化后再进行乳液聚合，合成条件苛刻。20世纪50年代，丙烯酸酯类含氟单体和氟烷基乙烯基醚类液态含氟单体在美国和前苏联被合成出来，并通过乳液聚合合成含氟橡胶。这类含氟单体可以在常压下，与其他丙烯酸酯单体、乙烯基单体进行自由基乳液聚合，然而这类含氟含氟单体合成困难，市场价格高，使其应用受到一定限制。20世纪80年代，美国3M、杜邦，日本旭硝子、大金等公司相继将含氟丙烯酸酯聚合物乳液用于织物防水防油整理剂，开拓了含氟丙烯酸酷乳液的广泛应用，也促进了含氟丙烯酸酯乳液聚合研究的发展。chen等人用丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸十八酯和N一轻甲基丙烯酞胺聚合，制得含氟单体用量大于30%时就具有憎水性能的自交联聚合物，这类聚合物成膜时能发生自交联，使涂膜能形成网状结构，能锚钉C一F基团，成膜时迁移到膜表面的C一F基团不能再向膜内部迁移，从而可以充分发挥C一F基团的作用，充分体现含氟聚合物优点。湖北大学的陈艳军等以丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为单体原料，在阴离子乳化体系中采用一次投料方式制备了含氟丙烯酸酯的三元共聚物乳液，并且自然成膜，用wilhelmy方法测定了乳胶膜对水的接触角，发现聚合中使用较少的氟单体就能大大提高乳胶膜对水的接触角。在合成含氟丙烯酸酯共聚乳液中，通过粒子结构设计制备核壳结构乳液不仅可以提高聚合物乳液性能，还可以减少含氟单体的用量。Marion等采用半连续乳液聚合法制得聚甲基丙烯酸丁酷(PBMA)为核，甲基丙烯酸丁醋酯一丙烯酸丁酯一丙烯酸三氟乙基酯(BMA一BA一F3EA)共聚物为壳的乳胶粒，并使用荧光无辐射能量转移法(NRET)技术对粒子结构进行了分析检测。Park研究组对氟代丙烯酸酯的核壳乳液共聚合进行了深入的研究，采用两步种子乳液合成法，先用水溶性引发剂引发合成聚苯乙烯种子乳液，再向种子乳液中缓慢滴加氟代丙烯酸酯的预乳液，在不补加引发剂的情况下合成了以Pst为核、聚氟代丙烯酸酷为壳的具有微相分离结构、粒子形态清晰的核壳乳液，这种复合乳液可以降低含氟单体的用量而又不影响聚合物的防水防油抗污性能，比相同组成的普通乳液聚合物的表面性能更加优异且降低了成本。目前，国内外的众多研究学者也通过核壳乳液聚合法合成高性能含氟丙烯酸酯。38 2.2.2整理剂的应用含氟聚合物乳液因其高性能化、环境友好、多功能化，在涂料工业、纺织整理、皮革涂饰有着广泛的应用。含氟涂料也称氟碳涂料，其具有超强耐候性、耐污染性、优异的耐化学品和耐腐蚀性，是其他涂料无法比拟的，在涂料工业中享有“涂料王”的美称。含氟涂料在建筑外墙涂料方面的应用，可以提高涂料的使用寿命，还提高了其耐沾污性。Robert等含氟涂料用于船体的抗沾污，由于含氟涂层的低表面可以减少海生物在船体的附着。ciardelli等人用于建筑石材表面保护的水性含氟聚合物涂料。从20世纪70时代开始，含氟丙烯酸醋乳液作为防水防油整理剂在纺织、皮革涂饰领域被广泛应用，含氟聚合物不仅能够提供拒水拒油性和防污性，还能保持织物的透气性和合适的手感，并且其由于的热稳定性和化学稳定性，使其能够在苛刻条件下使用。含氟聚合物乳液还在包装材料、造纸等工业领域有着很好的应用，提供包装材料和纸张疏水抗湿的功能。2.2.3实验操作(一）试剂与仪器顺丁烯二酸酐（AR）；苯乙烯(CP)；无水乙酸钠(CP)；对甲苯磺酸(AR)；硼酸(AR)；过氧化苯甲酰(AR)；分析天平。（二）实验方法(1)含氟单酯的制备称取一定量的八氟戊醇装入反应器中，加热至60℃左右，在持续通入N2保护下，缓慢加入稍过量的顺丁烯二酸酐，待顺丁烯二酸酐完全溶解后再加入一定量的催化剂。升温至70～90℃，反应时间4～5h，通过测定体系酸值来计算转化率。(2)含氟织物整理剂的制备称取一定量的(按1.2.1制备的)马来酸单酯、苯乙烯、丙酮、引发剂装入反应器中。升温至60～80℃，反应4～5h后冷却至室温。加入少量的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀，得到含氟整理剂的丙酮溶液。38 3自清洁荧光面料的性能测试与结果分析3.1试验材料及测试仪器（1）取荧光布一块，试样的剪取，只要布面平整，可在零布上剪取。（2）试样必须在进行试验室一次剪下，立即进行试验。试样表面不能有疵点。（3）三级水，酰丙酮试剂，醋酸铵，冰醋酸，甲醛溶液，双甲酮乙醇溶液。（4）剪取圆形试样1块，直径为240mm，在圆心上剪一个直径为4mm的定位孔。（5）试样裁剪成凸形，20个，其中经纬向各10个。3.2测试方法及步骤3.2.1抗皱织物的抗皱性测试织物抗皱性是指织物在使用中抵抗起皱以及折皱容易恢复的性能，通常用折皱恢复角表示织物的折皱回复能力。折皱回复角是指一定形状和尺寸的试验在规定的条件下被折叠，卸去折痕负荷后经过一定时间，两翼之间所形成的角度。织物的抗皱性与纤维的弹性、纱线的细度、捻度、织物的组织结构、密度等因素有关。此外，纱线经过树脂整理，分子链形成交键，提高了纤维的初始模量与拉伸变形恢复能力，因而提高了织物的抗皱性。整理剂在一定条件下自身缩聚或与纤维素上的-OH发生交联反应，将纤维大分子连接起来，从而加强纤维间的侧向力，减少纤维间的滑移和运动。经过整理后，纤维素纤维的弹性模量提高了。抗折皱回复性测试结果参见表3-1。表3-1抗折皱回复性测试样品整理前整理后正面对折反面对折正面对折反面对折内容急弹性回缓弹性回急弹性回缓弹性回急弹性回缓弹性回急弹性回缓弹性回①4060384969821029638 ②3063335811512995103③2365215555669095④217023688511485107⑤437544789010596123⑥435332608511211095⑦3255253583987080⑧2348213876997880⑨305526499010485100⑩33756348971169870结果分析：有表3-1可知经过抗皱整理后，织物的抗皱性明显增强，说明此整理剂在一定条件下一方面自身缩聚，但也不排除与纤维上的-OH发生反应，它可以与两个纤维分子发生共价交联反应，将它们连接起来加强了纤维间的侧向作用力，减少了纤维间的滑移运动，使织物不易变形，即使变形后也易恢复，从而达到抗皱目的。当然整理剂的选择较重要，既要考虑工艺上的持久，也要顾及该整理剂对人本身和对环境的影响。从工艺角度来说，也说明了抗皱整理可与防螨整理相融合于一个织物上，对于抗皱整理几乎不会产生影响，同时增强了织物的饿功能性整理；而又从市场需求角度来说，织物经过抗皱整理后外观平整，穿着舒适。织物的弹性、折皱恢复性和尺寸稳定性也得到了提高。测试步骤：①开启总电源，仪器左侧指示灯亮；②将试样翻版推倒在小电磁铁上，此时翻版处于水平位置；③将裁剪好的试样按五经五纬的顺序逐个夹入，试样的固定翼装入夹内，试样折叠线与试样夹的折叠标记线重合；④按工作按钮，把左边第一个试样用试样手柄将其沿折叠线对折，压上有机玻璃压板。待重锤下来压平，从左至右，10只重锤每隔15s按顺序压在每只试样翻版上；⑤加压时间5min达时，仪器发出响声警报，做好测量弹性回复角的准备；⑥38 时间一到，投影仪亮，试样翻版自动释放抬起，此时迅速将投影仪移至第一只翻版位置上，用测角装置依次测量10只试样的急弹性回复角（读数时一定要待相应的小指示灯亮才能记录，读至临近1o）；⑦再过5min后，按同样的方法测量织物的缓弹性回复角；⑧数据处理，用经向与纬向的平均回复角之和来代表该织物的总折皱性指标。3.2.2织物撕破强力服装材料因被某种物体钩拉撕扯，致使局部纱线受到几种负荷而断裂，从而使材料出现裂缝或被撕成两半的现象为撕破，它与普通的拉伸断裂强力相比，更接近实际使用中突然破裂的情况。织物组织的不同，纱线在织物中的交错次数不同，使得纱线能做某些相对移动的程度也不同，一般平纹织物的撕裂最小，方平组织织物最大，缎纹斜纹组织织物处于两者之间。当夹头做相对运动时，横向纱线沿裂口断裂，纵向纱线受并在横向纱线上滑动，使横向纱线手拉扯形成近似三角的断口区域。测试步骤：①选择测试功能；②按“功能”键进入功能选择，将光标移至要测试功能，按“确认”键存储并推出；③设定测试参数；④选择所需传感器；⑤夹持器传感器力值校正、置零；⑥按“调试”键，进入调速调整，按屏显提示将速度调整为100mm/min；⑦将限位指针移至对应功能标志数字处，调整测试隔距为100mm；⑧按“复位”键，仪器复位；⑨按标准方法正确夹持试样；⑩按“启动”键，仪器开始测试，测试结束仪器自动返回，等待下一次试验。直到试验结束。在试验中出现撕破不是沿施加力的方向进行，或纱线从植物中滑移而不是被撕破，则该次试验结果应剔除。整理后织物撕破测试见表3-2。表3-2整理后织物舌形撕破测试报表序号峰值平均值最大强力值cNcN经向154.2767.06252.9467.06351.6376.1538 平均值52.9570.09纬向145.3463.93247.9757.98347.5160.48平均值46.9460.80未整理织物舌形撕破测试见表3-3。表3-3　未整理后织物舌形撕破测试报表序号峰值平均值最大强力值cNcN经向151.2267.38249.2166.75353.4780.45平均值51.3071.56纬向153.5969.57250.5764.87352.8270.51平均值3.8468.32由表3-2、表3-3可知：分子断裂，但同时整理液的作用下纤维的初始模量有所下降，所以撕破下不是很显著。3.2.3拉伸断裂强力织物强伸性是指织物在使用过程中抗拉伸断裂的能力。所用的指标主要是断裂强力和断裂伸长。其测试的方法有剪切条样法、抓样法和扯边纱条样法将布条扯成规定的规格，用扯边条法进行试验。测试步骤：①选用断裂生长率大于75%，隔距长度为100mm±1mm；②装夹试样；③旋动夹钳手柄使波纹夹板松开；④38 将试验条样的一端由上夹钳下方插入以开启的上夹钳持口内，并保持试样与钳口平直；⑤旋动手柄将其夹紧；⑥将下夹钳手柄松开，使下夹钳口开启；⑦将上端已夹持在上夹钳的试验条样的另一端穿过下夹钳钳口，并用择定好的预加张力夹夹住穿过钳口的条样使试样在预加张力的作用下拉直；⑧旋动下夹钳手柄，夹紧试样的下端，然后取下预张力夹，即告该试样装夹完毕；⑨拉伸测试；⑩测试结果检查与处置如断口距上、下夹持器钳口距离≤5mm，废除该次试验值，重新进行试验，即按删除键，仪器将对测试值作相应处理。整理后织物拉伸测试见表3-4。表3-4　整理后织物拉伸测试报表序号断裂强力断裂强度断裂伸长断裂伸长率断裂时间断裂功(N)N/mm(mm)(%)(N.mm)经向1314.325.246.966.964.05949.222265.004.426.336.333.65632.783321.505.365.795.793.33649.82平均值300.275.016.366.363.68743.94纬向1217.493.6211.9311.937.32929.172186.623.1114.1014.108.64943.643244.274.0713.0113.017.98826.19平均值210.163.509.569.565.84608.07未整理织物拉伸测试见表3-5。表3-5未整理织物拉伸测试报表序号断裂强力断裂强度断裂伸长断裂伸长率断裂时间断裂功(N)N/mm(mm)(%)(N.mm)经向1544.099.074.884.883.101202.72567.679.465.045.043.211274.838 3448.487.474.074.072.57899.70平均值520.088.674.664.662.96112.57纬向1221.473.699.219.215.62595.222209.993.5010.2810.286.31716.113199.033.329.209.205.58512.89平均值216.133.6013.0113.017.98899.67由表3-4，3-5可知整理后该织物的断裂强力明显减弱，主要是因为整理过程中的两次定型使纤维因温度太高产生抵抗疲软，也可能是整理剂在加工过程中进入到纤维内部，改变了纤维原有的化学分子式排列，造成纤维小部分断裂或纤维难以发挥原有的强力。3.2.4织物悬垂性织物在自然状态下能够形成平滑和曲率均匀的曲面特性，称为良好的悬垂性。织物的悬垂性可用悬垂系数来表示。织物的悬垂性与刚柔性有关，弯曲刚度越大，悬垂性越差。一般讲织物的悬垂系数越小，表示织物的悬垂性能越好，织物比较柔软。织物悬垂性是指织物因自重而下垂的性能。YG811型织物悬垂性测定仪的测试原理是将圆形试样放置与圆形支持盘间，由测试主机中的数码相机采集被测试样的静态和动态悬垂图，然后直接输入计算机，计算机对采集到的图像信息进行数据处理后，将试样的动、静态悬垂投影图像、波纹坐标曲线的数据报表显示在CRT上。织物悬垂性测试具体步骤如下：①准备试样；②将试样放在夹持盘上③打开电源，计算机；④进行悬垂性测试；⑤进行数据处理；⑥关机。表3-6织物悬垂性测试表整理后整理前38 指标状态悬垂系数阴影面积平均直径悬垂系数阴影面积平均直径mm2mmmm2mm静态57.98%5133599.3154.07%4910697.16动态60.09%52867100.4557.06%5095898.18活泼率5.02%6.49%美感系数33.63%32.46%硬挺度系数65.52%61.49%由表3-6知整理后的悬垂系数小于整理前的悬垂系数，悬垂系数小，表示织物柔软，具有较好的悬垂性；悬垂系数大，表示织物较为刚硬，悬垂性能相对较差，说明经过防螨与抗皱整理后织物的悬垂性提高。主要是因为抗皱整理剂加强了纤维间的侧向作用力，减少了纤维分子间的滑移运动，同时增强了纤维运动的同时性。3.2.5拒水拒油测试工艺流程如下：染色织物→浸轧工作液(一浸一轧，轧余率70%～80%)→预烘(80～100℃)→焙烘(170℃，2min)→定型整理助剂：拒水拒油整理剂TG435、TG571，易去污助剂TG995、TG991;相应的交联剂。试验设备：轧染小样机，Y802型恒温烘箱，YG701D全自动缩水率机，Y813型织物沾水度仪。拒水性能：按AATCC22防水性:喷淋试验标准，以0、50、70、80、90、100进行评分，0分最差，100分最好。拒油性能：按AATCC118防油性:耐碳氢化合物试验标准，分1～8级，级别越高拒油性能越好。易去污性能：按AACC10污渍清除油渍清除法标准，分～5级，38 级别越高易去污效果越好。测试用油为玉米油，与AATCC易去污标准样照对比进行评级。表3-7　拒水、拒油和易去污性能测试结果测试结果显示，TG435具有耐久的拒水拒油性能，水洗20次后拒水仍能达到80分，拒油性能达到5级水平，但易去污性能较差。TG571拒水性能和易去污性能优异，但拒油性能耐久性差，水洗10次织物就不再显示拒油性。易去污整理剂TG991和TG995都具有良好的易去污性能且耐洗性较好，但单纯用易去污整理剂达不到拒水拒油的要求。因此，只有将易去污整理剂和拒水拒油剂进行复配才能使涤棉织物同时具有良好的拒水拒油性能和易去污性能。38 4总结与展望（1）经过自清洁整理工艺后该面料的自清洁功能得到了很大的改善，而荧光实验因为步骤太过复杂没有做，但是荧光效果也可以得体现。（2）经过抗皱整理后，织物的抗皱性明显增强，选择整理剂较重要，既要考虑工艺上的持久，也要顾及该整理剂对人本身和对环境的影响。从市场需求角度来说，织物经过抗皱整理后外观平整，穿着舒适。（3）整理后该织物的断裂强力明显减弱，主要是因为整理过程中的定型使纤维因温度太高产生抵抗疲软，也可能是整理剂在加工过程中进入到纤维内部，改变了纤维原有的化学分子式排列，造成纤维小部分断裂或纤维难以发挥原有的强力。（4）整理后的悬垂系数小于整理前的悬垂系数，悬垂系数小，表示织物柔软，具有较好的悬垂性；悬垂系数大，表示织物较为刚硬，悬垂性能相对较差，说明经过整理后织物的悬垂性提高。主要是因为抗皱整理剂加强了纤维间的侧向作用力，减少了纤维分子间的滑移运动，同时增强了纤维运动的同时性。（5）整理剂与拒水拒油整理剂复配后整理涤纶织物，可以使其同时具有较好的拒水拒油和易去污性能，且耐水洗。不同的易去污整理剂和拒水拒油剂之间的复配及其复配比都会影响其整理效果。（6）在本身是荧光布的基础上增加自清洁整理剂开发一种新型面料，通过工艺和整理剂的添加可以使自清洁和荧光两种功能同时拥有，需要注意整理后织物的强度减弱及色牢度不够等细节问题，大体上这是一种可以开发的新型的自清洁荧光面料。38 参考文献[1]赵先丽，王强，周庆荣杨．抗皱自清洁舒适性精毛纺面料的生产[J]．毛纺科技，2007，21（9）：33～35．[2]吴小鸣．仿生荷叶薄膜不沾水自清洁[J]．中小企业科技，2000，（3）：33～35．[3]周洪英．具有自清洗功能的纳米高科技面料在港面世[J]．功能材料信息，2006，(6)：45～46．[4]梁高勇，石巍，徐新和．07领带面料抗油、拒水及易去污后整理工艺试验[J]．西安工程大学学报，2009，30(3)：23～26．[5]何艳芬，武晋，张芳．棉型机织面料的易去污整理工艺研究[J]．染整技术，2009，13（11）：26～27．[6]钱士明，吴岚．真丝绸易去污整理技术研究[J]．丝绸，2008，16(12)：53～55．[7]吴济宏，杨满凤．荧光针织面料的研究．纺织科技进展，2005，33（5）:34～36．[8]张长萍. 微珠直径对回归反光织物性能的影响[D]．江南大学，2006．[9]陈大伟，秦传香，邢铁玲等．阳离子橘红荧光染料的合成及其染色性能[J]．印染，2010，34（10）：47～49．[10]秦传香，秦志忠．纺织用荧光染料的研究．印染助剂，2005（5）：17～20.[11]朱虹，王仲秋.工艺条件对回归反射织物反射性能的影响[J].纺织学报，1995，(16):140-142.[12]于范芹.植株法反光布加工技术[J].中国劳动防护用品，2001，(5):11-13.[13]王艳忠.荧光防伪聚丙稀纤维的制备及其特性研究[J]，合成纤维，2001，(5):28-30.[14]胡志祥.仿羽绒针织产品的开发[J].上海纺织科技，2003，(4):30-31.[15]李传梅.功能性纤维及其织物的染色性能[J].纺织导报，2003，(5)，128-129.[16]蒋高明.现代经编产品设计与工艺[M].北京:中国纺织出版社，2002.[17]汤红妍，罗亚田，超声波+电场和光催化协同降解有机污染物的研究现状[J].四川环境，2005，24(1):65-67，118[18]程萍，顾明天.二氧化钛可见光光催化剂研究进展[J].现代化工，2005，25(2):25-28[19]秦传香，秦志忠，纺织用荧光染料的研究[J].苏州大学材料工程学院，2005，22(9)[20]贾建洪，盛卫坚，高建荣.溶剂黄X16的合成研究[J].化工时刊，2003，17(11):25-38 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文献综述自清洁荧光面料的开发一、前言荧光产品作为一种具有安全警示防护和识别功能的高能见度产品,其使用范围正不断得到扩展。该产品不仅在交通环卫公安等领域普遍使用,而且夜间作业及特种作业的人员也正逐步使用开来。用于人体穿着的这类产品以涂层居多,这类产品具有良好的荧光效果,但由于它的透气透湿性能较差,使得其使用范围受到限制,尤其是在高温天气状态下,着装者会感到闷湿,进而影响到作业者的身体健康和作业效率。近年来,随着荧光染料的出现,带来了荧光面料的一次换代,以荧光染料染色得到的面料尽管其荧光效果比涂层面料稍差,但其良好的热湿舒适性使其更能广泛应用于对荧光要求不是特别严格的领域。在通过以荧光染料来获得荧光效果的面料中,针织面料在弹性及透气透湿性上比梭织面料更显优势,因此,这里对以荧光染料获得的荧光针织面料进行了探讨,通过对影响能见度效果及服用性能因素的分析与实践,以期能开发出性能良好的荧光针织面料。利用氧化钛薄膜在紫外光激发下产生的强氧化能力（光催化氧化-还原反应）和薄膜的超亲水性，可以形成自清洁表面。当玻璃、墙壁等建筑物表面涂覆一层氧化钛薄膜后，利用氧化钛的光催化反应可以把吸附在氧化钛表面的有机物分解为二氧化碳和水，与剩余的无机物一起可以被雨水冲洗干净!，这个过程就是自清洁过程。因为氧化钛表面有超亲水性，污物不易在表面附着，太阳光中的紫外线足以维持氧化钛薄膜的表面亲水特性，可以使氧化钛表面长期具有去污的自清洁效应。最早应用此项技术的是自清洁涂层。现在的焦点是怎么样把荧光技术和自清洁技术连接起来应用于面料或织物，使该面料或织物拥有荧光的同时还可以自清洁，保持自身的干净。二、主题（一）自清洁面料的研究拒水拒油整理剂发展概况织物拒水整理的历史源远流长。最古老又最经济的拒水整理方法，是用石蜡、铝盐等拒水剂，操作简单，成本低，可是没有耐久性。有机硅整理剂具有耐久性和拒水性，而且整理后织物强度损失小，手感柔软，但没有拒油性。同时具有拒水拒油效果及耐久性的当属有机氟化合物。与有机硅类及烃类整理剂相比，有机氟整理剂在表面活性、拒水拒油及防污性、抗静电性、耐洗涤性等方面具有显著的优点。自美国3M公司首先推出“Scotchgard”38 拒水拒油整理剂以来，各国著名化学品生产厂商也纷纷推出了相应产品，如美国杜邦公司，德国赫司脱（Nuva），法国（AtoChem），日本旭硝子（Asahigurad）和大金工业（Unidyne）[1]等。目前，含氟整理剂已成为织物拒水拒油整理剂的代表性产品，在我国纺织企业得到了广泛应用。但是，国内生产的含氟整理剂大都是进口商品的改头换面，或经稀释或稍加复配而已，因此价格昂贵。另外，随着各发达国家和国际组织一系列关于在纺织品中限制甚至禁止使用各类有害物质的规定或条令的出台，环保型含氟拒水拒油整理剂的开发已是势在必行，如产品中不存在AEPO乳化剂和AOX、VOC等污染物；减少PFOS/PFOA类化合物的使用量等。毫无疑问，解决问题的根本途径是开发绿色环保型“三防”和易去污织物及其配套整理剂，以替代目前普遍使用的有机氟类“三防”整理剂。超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用用超细纤维制成的高密织物，由于纤维直径很细，比表面积大，富含微孔等原因，即使不经涂层处理，也具有持久的拒水拒油及自清洁功能，并且质地轻盈，悬垂性好，手感细致柔软。荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用大自然赋予了荷叶出淤泥而不染的秉性，水鸟身体表面的羽毛不会被水润湿，这些生物学现象引起了人们的普遍关注。德国科学家通过扫描电镜和原子力显微镜对荷叶等２万种植物的叶面微观结构进行观察，揭示了荷叶拒水自洁的原理，即“荷叶效应”原理。“荷叶效应”的秘密主要在于它的纳米或亚微米尺度的粗糙表面结构，而不在于它的化学组成。研究发现，荷叶表面有许多亚微米级的乳头状凸起，凸起间的凹陷处充满空气，而凸起和间隔处又被许多直径为１nm左右的蜡质晶体所覆盖，使水不能进入叶面内部。亚微米级的粗糙表面以及纳米级的低表面张力蜡质晶体覆盖物是荷叶具有高度拒水自洁的根本原因。目前，根据“荷叶效应”原理，已经有关于成功利用等离子体、激光刻蚀等表面处理技术来形成聚合物或无机物超拒水表面膜的报道，部分具有“荷叶效应”的纺织产品也开发成功。毫无疑问，“荷叶型”超拒水拒油和自清洁纤维及织物，在高技术纺织品上具有很大的应用潜力。纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用传统有机硅及有机氟拒水拒油整理剂，主要存在两个缺点：⑴在织物表面附着防水性材料会影响到织物的透湿透气性和着装舒适性。⑵有机硅及有机氟拒水拒油整理剂中，含有对环境及人体健康境不利的成分。因此，利用纳米技术对织物进行拒水拒油整理，日益引起了人们的重视，尤其是天然纤维与纳米技术的结合。与传统的有机硅及有机氟拒水拒油整理剂不同，纳米防污整理剂以无机材料为主体，不含对人体有害的化学成分，且处理后的织物可保持原有的性能。纳米技术应用于织物拒水拒油整理是基于“荷叶效应”38 的原理。经过纳米技术处理的服装面料，在表面形成犹如荷叶的粗糙结构，从而在织物表面构造出纳米结构的空气薄膜保护层，使织物具有超疏水、疏油的奇异特性。另外，均匀分布在织物表面的无机纳米粒子，不仅可以有效消除静电，阻止尘埃的吸附；还可以离解空气中的氧，生成负氧离子，阻止或杀死有机物，防止有机生物垃圾生成，从而起到防污抗菌的作用。利用纳米技术开发拒水拒油织物已有相关报道并有产品问世。如瑞士SchoellerTextileAG公司采用溶胶—凝胶技术，将纳米粒子固着于织物表面，形成“荷叶”型的粗糙表面结构，从而获得超拒水、拒油功能。美国Nano-Tex公司在棉织物表面接枝由一个个原子堆砌而成的纳米须晶，用该技术处理后的棉织物具有抗皱、防雨及防污功能。瑞典TEXCOAT公司利用纳米处理技术研制出了可用于棉、麻、丝、羊毛等成衣织物上的防皱防水防污涂料。国内较为成功的产品主要是鄂尔多斯的三防羊绒织物。尽管目前人们对“荷叶效应”原理已有充分的认识，纳米技术也已在纺织业推广应用，但是利用纳米技术开发拒水拒油织物，特别是涤纶织物，在我国还处于起步阶段。其主要技术瓶颈之一是纳米功能颗粒在纺织材料表面的牢固附着并呈纳米尺度的均匀分散问题，目前仍然没有得到彻底解决。已部分产业化的功能性整理剂，纳米粒子的均匀分散性较差，在纺织材料表面不能牢固附着，纳米材料的原有特性没有充分发挥，可控程度低，导致生产的连续性和产品质量的稳定性不够。（二）高亮度荧光面料的研究荧光涂料整理剂发展概况涂料印花是一种历史悠久的纺织品上色加工方法。早在几千年前，古人就通过使用天然矿物质颜料，如赭石、朱砂、铬黄等粉末混入植物或动物的蛋白质、干性油等天然高分子粘合剂，来制作涂料印花浆。随着科技的发展，印花涂料由原来的无机、天然的原料发展到现在使用有机、合成的原料来制备。其使用范围也越来越广，如今印花涂料已大量地应用于纺织品、皮革、内外墙、地砖、装饰纸等的着色。经过长年的发展，涂料印花已在全世界印染行业中占有重要地位，据资料显示，上世纪90年代，世界上大约有50%左右产量的印花织物是采用涂料印花工艺印制的，尤其是美国，涂料印花达到了80%左右；西欧地区也占60%；日本比例较低，约为10%～15%；我国的涂料印花产品也由原20%逐渐上升到了35%，被广泛应用于纯棉织物、合成纤维及其混纺织物等产品上。涂料印花是涤棉混纺织物印花中较有发展前途的一种印花工艺，国内外涤棉混纺织物中约有70%左右的产品采用涂料印花。纳米荧光在荧光涂料中的应用38 由大连海事大学张占平教授主持的“纳米荧光海洋无毒防污涂料的研制”通过了交通运输部科技教育司主持召开的研究项目验收鉴定。该项目成功研制了以PTFE氟树脂复合纳米二氧化钛改性长余辉发光材料的纳米荧光海洋无毒防污涂料，系统地研究了海洋污损生物在纳米荧光海洋无毒防污涂料上的附着行为，海生物与光照、底质颜色之间的关系，揭示了涂层表面光催化作用与细菌生物膜的形成规律，为研制新型无毒防污涂料提供了理论、实验基础和科学依据。荧光增白剂在荧光涂料中的应用荧光增白剂是一类可吸收紫外光、发射蓝色光或紫蓝色光的荧光物质。其具有增白作用的原因在于，吸附荧光增白剂的物质不仅能将照射在物体上的可见光发射出来，而且还能将不可见的紫外光转化为可见的蓝色光或蓝紫色光反射出来，增加了物体对光的反射率；由于反射出来的可见光强度超过了物体原可见光的强度，故看上去物体的白度增加了，即物体被荧光增白剂增白了。荧光增白剂吸收光波的波长为300～400nm，反射荧光波长为420～500nm。荧光增白剂的另一个增白原因可借助光学中的互补色原理加以说明。研究发现，白色物体变黄是由于从被照射物体上反射出来的光线中蓝色光强度相对降低所致。因此，早期人们使用某些蓝色对织物上蓝，以掩盖其泛黄现象，但却引起织物亮度下降，在视觉上产生了暗淡的感觉。洗涤剂中使用的荧光增白剂会发出蓝色或蓝紫色的荧光，从而恢复了织物的白色，目前已广泛用于造纸、纺织、塑料、涂料、合成洗涤剂和皮革等领域中。有机硅改性丙烯酸树脂荧光在荧光涂料中的应用有机荧光颜料亦称日光颜料，在日光照射下吸收光能，不以热能的形式散发，而以低频可见光将所吸收的能量发射出去，从而呈现异常鲜艳的色彩。将有机荧光颜料分散于丙烯酸树脂中制成的荧光涂料耐候性和保光性都较好，但热塑性能有限，使其高温易返粘、粘尘，低温易脆裂而导致应用受到限制。用有机硅改性丙烯酸乳液作主要成膜物质，制得的涂料具有优良的耐候性、耐擦洗性、耐污染性，防尘性能好，施工方便，成本低，近年来发展很快。这里研究了将荧光颜料乳剂直接分散于有机硅改性丙烯酸树脂中，制成高性能的荧光涂料，使其应用范围更为广泛，性能更加优良。三、总结通过研究有关胶体表面和界面化学的相关理论#结合纳米材料的特殊性质，归纳出一套纳米微粒充分分散的分散方法，同时制备了一种复合纳米自清洁整理剂。采用纳米复合整理剂对腈纶针织物进行光催化自清洁整理，在保持织物原有优良风格的前提下，获得了较好的自清洁效果及耐洗牢度。开发出的纳米自清洁羊绒针织品具有良好的光催化自清洁特性，在38 1～2天内都能将织物上的油污彻底分解，达到100%自清洁。而要获得荧光只需涂一层荧光面料，一般在针织面料上效果较为理想。在荧光染料中加荧光增白剂有助于荧光反射率的提高。常规分散染料中加人荧光增白剂只起增艳作用。经荧光染料上染的涤纶针织面料其服用性能明显优于涂层产品,但其反射率的进一步提高仍有待进一步探讨。四、参考文献[1]赵先丽，王强，周庆荣杨．抗皱自清洁舒适性精毛纺面料的生产[J]．毛纺科技，2007，21（9）：33～35．[2]吴小鸣．仿生荷叶薄膜不沾水自清洁[J]．中小企业科技，2000，（3）：33～35．[3]周洪英．具有自清洗功能的纳米高科技面料在港面世[J]．功能材料信息，2006，(6)：45～46．[4]梁高勇，石巍，徐新和．07领带面料抗油、拒水及易去污后整理工艺试验[J]．西安工程大学学报，2009，30(3)：23～26．[5]何艳芬，武晋，张芳．棉型机织面料的易去污整理工艺研究[J]．染整技术，2009，13（11）：26～27．[6]钱士明，吴岚．真丝绸易去污整理技术研究[J]．丝绸，2008，16(12)：53～55．[7]吴济宏，杨满凤．荧光针织面料的研究．纺织科技进展，2005,33（5）:34～36．[8]张长萍. 微珠直径对回归反光织物性能的影响[D]．江南大学，2006．[9]陈大伟，秦传香，邢铁玲等．阳离子橘红荧光染料的合成及其染色性能[J]．印染，2010,34（10）：47～49．[10]秦传香，秦志忠．纺织用荧光染料的研究．印染助剂,2005（5）：17～20.[11]朱虹,王仲秋.工艺条件对回归反射织物反射性能的影响[J].纺织学报,1995,(16):140-142.[12]于范芹.植株法反光布加工技术[J].中国劳动防护用品,2001,(5):11-13.[13]王艳忠.荧光防伪聚丙稀纤维的制备及其特性研究[J],合成纤维,2001,(5):28-30.[14]胡志祥.仿羽绒针织产品的开发[J].上海纺织科技,2003,(4):30-31.[15]李传梅.功能性纤维及其织物的染色性能[J].纺织导报,2003,(5),128-129.[16]蒋高明.现代经编产品设计与工艺[M].北京:中国纺织出版社,2002.[17]汤红妍,罗亚田,超声波+电场和光催化协同降解有机污染物的研究现状[J].四川环境,2005,24(1):65-67,11838 [18]程萍,顾明天.二氧化钛可见光光催化剂研究进展[J].现代化工,2005,25(2):25-28[19]秦传香,秦志忠,纺织用荧光染料的研究[J].苏州大学材料工程学院,2005,22(9)[20]贾建洪,盛卫坚,高建荣.溶剂黄X16的合成研究[J].化工时刊,2003,17(11):25-27.[21]Neuweiler，Fritz Rutsch，Margaret．Soluble humic substances from in situ precipitated microcrystalline calcium carbonate, internal[J].Geology,2000, 28(9):581～584[22]P.J.BrownandK.Stevens,“NanofibersandNanotechnologyinTextiles’’,WoodheadPublishingLtd.,Cambridge,2007.开题报告自清洁荧光面料的开发38 一、选题的背景、意义纺织品在穿着过程中，很容易沾上污物。被沾污的纺织品不仅外观变差，而且造成透气透湿性下降，热传导性增强，甚至会促进微生物的繁殖和生长，导致舒适性及机械性能下降并影响人体健康。因此，人们都希望纺织品能尽量保持清洁卫生，不沾污。目前，尽管各类功能性纺织服装产品琳琅满目、层出不穷，但随着现代社会生活节奏的加快以及人们对生态健康问题的日益重视，那些舒适、美观、卫生、洗涤和保管方便的纺织品始终是消费者普遍关注的焦点。从环保角度考虑，防污品既可减少洗涤次数，又可以减少洗涤剂及水的使用量，对保护环境和节约水资源可起到积极作用。因此，自清洁型面料的开发不仅可改善产品的外观风格、服用性能，而且能起到保护环境的作用。涤纶面料是现在使用最为广泛的合成材料，借鉴前人对纳米技术在纺织开发上的运用，综合自清洁效应的分析，主要研究如何使涤纶面料具有自清洁效果。荧光产品作为一种具有安全警示防护和识别功能的高能见度产品,其使用范围正不断得到扩展。该产品不仅在交通环卫公安等领域普遍使用,而且夜间作业及特种作业的人员也正逐步使用开来。用于人体穿着的这类产品以涂层居多,这类产品具有良好的荧光效果,但由于它的透气透湿性能较差,使得其使用范围受到限制,尤其是在高温天气状态下,着装者会感到闷湿,进而影响到作业者的身体健康和作业效率。近年来,随着荧光染料的出现,带来了荧光面料的一次换代,以荧光染料染色得到的面料尽管其荧光效果比涂层面料稍差,但其良好的热湿舒适性使其更能广泛应用于对荧光要求不是特别严格的领域。在通过以荧光染料来获得荧光效果的面料中,针织面料在弹性及透气透湿性上比梭织面料更显优势,因此,这里对以荧光染料获得的荧光针织面料进行了探讨,通过对影响能见度效果及服用性能因素的分析与实践,以期能开发出性能良好的自清洁荧光面料。二、相关研究的最新成果及动态（一）自清洁面料的研究拒水拒油整理剂发展概况织物拒水整理的历史源远流长。最古老又最经济的拒水整理方法，是用石蜡、铝盐等拒水剂，操作简单，成本低，可是没有耐久性。有机硅整理剂具有耐久性和拒水性，而且整理后织物强度损失小，手感柔软，但没有拒油性。同时具有拒水拒油效果及耐久性的当属有机氟化合物。与有机硅类及烃类整理剂相比，有机氟整理剂在表面活性、拒水拒油及防污性、抗静电性、耐洗涤性等方面具有显著的优点。自美国3M公司首先推出“Scotchgard”38 拒水拒油整理剂以来，各国著名化学品生产厂商也纷纷推出了相应产品，如美国杜邦公司，德国赫司脱（Nuva），法国（AtoChem），日本旭硝子（Asahigurad）和大金工业（Unidyne）[1]等。目前，含氟整理剂已成为织物拒水拒油整理剂的代表性产品，在我国纺织企业得到了广泛应用。但是，国内生产的含氟整理剂大都是进口商品的改头换面，或经稀释或稍加复配而已，因此价格昂贵。另外，随着各发达国家和国际组织一系列关于在纺织品中限制甚至禁止使用各类有害物质的规定或条令的出台，环保型含氟拒水拒油整理剂的开发已是势在必行，如产品中不存在AEPO乳化剂和AOX、VOC等污染物；减少PFOS/PFOA类化合物的使用量等。毫无疑问，解决问题的根本途径是开发绿色环保型“三防”和易去污织物及其配套整理剂，以替代目前普遍使用的有机氟类“三防”整理剂。超细纤维在拒水拒油纺织品中的应用用超细纤维制成的高密织物，由于纤维直径很细，比表面积大，富含微孔等原因，即使不经涂层处理，也具有持久的拒水拒油及自清洁功能，并且质地轻盈，悬垂性好，手感细致柔软。荷叶效应在拒水拒油纺织品中的应用大自然赋予了荷叶出淤泥而不染的秉性，水鸟身体表面的羽毛不会被水润湿，这些生物学现象引起了人们的普遍关注。德国科学家通过扫描电镜和原子力显微镜对荷叶等２万种植物的叶面微观结构进行观察，揭示了荷叶拒水自洁的原理，即“荷叶效应”原理。“荷叶效应”的秘密主要在于它的纳米或亚微米尺度的粗糙表面结构，而不在于它的化学组成。研究发现，荷叶表面有许多亚微米级的乳头状凸起，凸起间的凹陷处充满空气，而凸起和间隔处又被许多直径为１nm左右的蜡质晶体所覆盖，使水不能进入叶面内部。亚微米级的粗糙表面以及纳米级的低表面张力蜡质晶体覆盖物是荷叶具有高度拒水自洁的根本原因。目前，根据“荷叶效应”原理，已经有关于成功利用等离子体、激光刻蚀等表面处理技术来形成聚合物或无机物超拒水表面膜的报道，部分具有“荷叶效应”的纺织产品也开发成功。毫无疑问，“荷叶型”超拒水拒油和自清洁纤维及织物，在高技术纺织品上具有很大的应用潜力。纳米技术在拒水拒油纺织品中的应用传统有机硅及有机氟拒水拒油整理剂，主要存在两个缺点：⑴在织物表面附着防水性材料会影响到织物的透湿透气性和着装舒适性。⑵有机硅及有机氟拒水拒油整理剂中，含有对环境及人体健康境不利的成分。因此，利用纳米技术对织物进行拒水拒油整理，日益引起了人们的重视，尤其是天然纤维与纳米技术的结合。与传统的有机硅及有机氟拒水拒油整理剂不同，纳米防污整理剂以无机材料为主体，不含对人体有害的化学成分，且处理后的织物可保持原有的性能。纳米技术应用于织物拒水拒油整理是基于“荷叶效应”38 的原理。经过纳米技术处理的服装面料，在表面形成犹如荷叶的粗糙结构，从而在织物表面构造出纳米结构的空气薄膜保护层，使织物具有超疏水、疏油的奇异特性。另外，均匀分布在织物表面的无机纳米粒子，不仅可以有效消除静电，阻止尘埃的吸附；还可以离解空气中的氧，生成负氧离子，阻止或杀死有机物，防止有机生物垃圾生成，从而起到防污抗菌的作用。利用纳米技术开发拒水拒油织物已有相关报道并有产品问世。如瑞士SchoellerTextileAG公司采用溶胶—凝胶技术，将纳米粒子固着于织物表面，形成“荷叶”型的粗糙表面结构，从而获得超拒水、拒油功能。美国Nano-Tex公司在棉织物表面接枝由一个个原子堆砌而成的纳米须晶，用该技术处理后的棉织物具有抗皱、防雨及防污功能。瑞典TEXCOAT公司利用纳米处理技术研制出了可用于棉、麻、丝、羊毛等成衣织物上的防皱防水防污涂料。国内较为成功的产品主要是鄂尔多斯的三防羊绒织物。尽管目前人们对“荷叶效应”原理已有充分的认识，纳米技术也已在纺织业推广应用，但是利用纳米技术开发拒水拒油织物，特别是涤纶织物，在我国还处于起步阶段。其主要技术瓶颈之一是纳米功能颗粒在纺织材料表面的牢固附着并呈纳米尺度的均匀分散问题，目前仍然没有得到彻底解决。已部分产业化的功能性整理剂，纳米粒子的均匀分散性较差，在纺织材料表面不能牢固附着，纳米材料的原有特性没有充分发挥，可控程度低，导致生产的连续性和产品质量的稳定性不够。（二）高亮度荧光面料的研究荧光涂料整理剂发展概况涂料印花是一种历史悠久的纺织品上色加工方法。早在几千年前，古人就通过使用天然矿物质颜料，如赭石、朱砂、铬黄等粉末混入植物或动物的蛋白质、干性油等天然高分子粘合剂，来制作涂料印花浆。随着科技的发展，印花涂料由原来的无机、天然的原料发展到现在使用有机、合成的原料来制备。其使用范围也越来越广，如今印花涂料已大量地应用于纺织品、皮革、内外墙、地砖、装饰纸等的着色。经过长年的发展，涂料印花已在全世界印染行业中占有重要地位，据资料显示，上世纪90年代，世界上大约有50%左右产量的印花织物是采用涂料印花工艺印制的，尤其是美国，涂料印花达到了80%左右；西欧地区也占60%；日本比例较低，约为10%～15%；我国的涂料印花产品也由原20%逐渐上升到了35%，被广泛应用于纯棉织物、合成纤维及其混纺织物等产品上。涂料印花是涤棉混纺织物印花中较有发展前途的一种印花工艺，国内外涤棉混纺织物中约有70%左右的产品采用涂料印花。纳米荧光在荧光涂料中的应用由大连海事大学张占平教授主持的“纳米荧光海洋无毒防污涂料的研制”38 通过了交通运输部科技教育司主持召开的研究项目验收鉴定。该项目成功研制了以PTFE氟树脂复合纳米二氧化钛改性长余辉发光材料的纳米荧光海洋无毒防污涂料，系统地研究了海洋污损生物在纳米荧光海洋无毒防污涂料上的附着行为，海生物与光照、底质颜色之间的关系，揭示了涂层表面光催化作用与细菌生物膜的形成规律，为研制新型无毒防污涂料提供了理论、实验基础和科学依据。荧光增白剂在荧光涂料中的应用荧光增白剂是一类可吸收紫外光、发射蓝色光或紫蓝色光的荧光物质。其具有增白作用的原因在于，吸附荧光增白剂的物质不仅能将照射在物体上的可见光发射出来，而且还能将不可见的紫外光转化为可见的蓝色光或蓝紫色光反射出来，增加了物体对光的反射率；由于反射出来的可见光强度超过了物体原可见光的强度，故看上去物体的白度增加了，即物体被荧光增白剂增白了。荧光增白剂吸收光波的波长为300～400nm，反射荧光波长为420～500nm。荧光增白剂的另一个增白原因可借助光学中的互补色原理加以说明。研究发现，白色物体变黄是由于从被照射物体上反射出来的光线中蓝色光强度相对降低所致。因此，早期人们使用某些蓝色对织物上蓝，以掩盖其泛黄现象，但却引起织物亮度下降，在视觉上产生了暗淡的感觉。洗涤剂中使用的荧光增白剂会发出蓝色或蓝紫色的荧光，从而恢复了织物的白色，目前已广泛用于造纸、纺织、塑料、涂料、合成洗涤剂和皮革等领域中。有机硅改性丙烯酸树脂荧光在荧光涂料中的应用有机荧光颜料亦称日光颜料，在日光照射下吸收光能，不以热能的形式散发，而以低频可见光将所吸收的能量发射出去，从而呈现异常鲜艳的色彩。将有机荧光颜料分散于丙烯酸树脂中制成的荧光涂料耐候性和保光性都较好，但热塑性能有限，使其高温易返粘、粘尘，低温易脆裂而导致应用受到限制。用有机硅改性丙烯酸乳液作主要成膜物质，制得的涂料具有优良的耐候性、耐擦洗性、耐污染性，防尘性能好，施工方便，成本低，近年来发展很快。这里研究了将荧光颜料乳剂直接分散于有机硅改性丙烯酸树脂中，制成高性能的荧光涂料，使其应用范围更为广泛，性能更加优良。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预期达到的目标1．研究内容自清洁荧光面料加工技术路线研究；自清洁和荧光面料前处理技术及工艺分析；自清洁和荧光整理剂的筛选、复配；自清洁和荧光整理工艺研究；自清洁荧光面料生产技术研究；自清洁和荧光面料性能测试和分析。38 2．研究方法在大量文献分析研究的基础上，制定研究课题方案，并根据研究方案确定技术路线和试验方法与试验步骤。3．技术路线相关文献资料查阅、分析研究—→制定研究方案—→确定技术路线—→自清洁与荧光整理剂的筛选—→自清洁荧光面料加工工艺研究与产品开发—→面料相关性能的测试、分析4．研究难点解决自清洁荧光处理后面料剩余强力值下降严重的关键技术问题。5．预期目标开发出一种具有自清洁荧光效果的新型服装面料。四、论文详细工作进度和安排2010年11月01日～2010年11月22日：毕业论文的选题（确定选题）；2010年11月23日～2011年01月01日：完成并提交文献综述、开题报告和外文翻译；2011年02月21日～2011年03月11日：完成毕业论文（设计）初稿并通过学院组织的审核；2011年03月12日～2011年05月03日：毕业实习并接受学校的抽查；2011年05月04日～2011年05月12日：完成并提交毕业论文；2011年05月13日～2011年05月22日：毕业论文（设计）评阅；2011年05月23日～2011年06月03日：毕业论文答辩。五、主要参考文献[1]赵先丽，王强，周庆荣杨．抗皱自清洁舒适性精毛纺面料的生产[J]．毛纺科技，2007，21（9）：33～35．[2]吴小鸣．仿生荷叶薄膜不沾水自清洁[J]．中小企业科技，2000，（3）：33～35．[3]周洪英．具有自清洗功能的纳米高科技面料在港面世[J]．功能材料信息，2006，(6)：45～46．[4]梁高勇，石巍，徐新和．07领带面料抗油、拒水及易去污后整理工艺试验[J]．西安工程大学学报，2009，30(3)：23～26．[5]何艳芬，武晋，张芳．棉型机织面料的易去污整理工艺研究[J]．染整技术，2009，13（11）：26～27．38 [6]钱士明，吴岚．真丝绸易去污整理技术研究[J]．丝绸，2008，16(12)：53～55．[7]吴济宏，杨满凤．荧光针织面料的研究．纺织科技进展，2005,33（5）:34～36．[8]张长萍. 微珠直径对回归反光织物性能的影响[D]．江南大学，2006．[9]陈大伟，秦传香，邢铁玲等．阳离子橘红荧光染料的合成及其染色性能[J]．印染，2010,34（10）：47～49．[10]秦传香，秦志忠．纺织用荧光染料的研究．印染助剂,2005（5）：17～20.[11]朱虹,王仲秋.工艺条件对回归反射织物反射性能的影响[J].纺织学报,1995,(16):140-142.[12]于范芹.植株法反光布加工技术[J].中国劳动防护用品,2001,(5):11-13.[13]王艳忠.荧光防伪聚丙稀纤维的制备及其特性研究[J],合成纤维,2001,(5):28-30.[14]胡志祥.仿羽绒针织产品的开发[J].上海纺织科技,2003,(4):30-31.[15]李传梅.功能性纤维及其织物的染色性能[J].纺织导报,2003,(5),128-129.[16]蒋高明.现代经编产品设计与工艺[M].北京:中国纺织出版社,2002.[17]汤红妍,罗亚田,超声波+电场和光催化协同降解有机污染物的研究现状[J].四川环境,2005,24(1):65-67,118[18]程萍,顾明天.二氧化钛可见光光催化剂研究进展[J].现代化工,2005,25(2):25-28[19]秦传香,秦志忠,纺织用荧光染料的研究[J].苏州大学材料工程学院,2005,22(9)[20]贾建洪,盛卫坚,高建荣.溶剂黄X16的合成研究[J].化工时刊,2003,17(11):25-27.[21]Neuweiler，Fritz Rutsch，Margaret．Soluble humic substances from in situ precipitated microcrystalline calcium carbonate, internal[J].Geology,2000, 28(9):581～584[22]P.J.BrownandK.Stevens,“NanofibersandNanotechnologyinTextiles’’,WoodheadPublishingLtd.,Cambridge,2007.38