纳米TiO2在纺织材料中的功效

     纳米TiO2在纺织材料中的功效

随着纺织工业的发展和人民生活水平的日益提高，人们对纺织品质量的要求越来越高，对环保和功能性的要求也日益重视，传统的纺织品已不能满足现代产业用、服装用和装饰用的最新要求。现代纺织品的方向发展已朝向多元化和功能化。纳米TiO2（VK-T25F）因具有价廉无毒、粒径小、比表面积大、磁性强、催化活性高、吸收性能好， 吸收紫外线能力强，表面活性大、热导性好、分散性好、稳定性好等优点而倍受关注。目前，TiO2（VK-T25F）在纺织品中主要有抗紫外线、抗菌、抗静电、消光、抗老化、 自清洁和隔热等主要优点。
    1·抗紫外性能
       许多无机材料如纳米TiO2（VK-T25F）、ZnO（VK-J30,VK-J50）等均具有抗紫外性能。其中，纳米TiO2（VK-T25F）无毒、稳定，不但可吸收紫外线，还可透过可见光 。纳米TiO2（VK-T25F）作为抗紫外吸收剂已广泛应用到涤纶等合成纤维织物、天然纤维棉织物及复合材料中。利用纳米TiO2（VK-T25F）对涤纶长丝织物进行整理，整理织物抗紫外吸收性能较好，耐洗性较好，且对织物的刚柔性、透气性和强力影响较小。SEM扫描结果显示纳米TiO2（VK-T25F）颗粒在织物表面呈现局部分散和团聚的不均匀状态。针对纳米TiO2易团聚的问题，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶（VK-TA33），整理棉织物具有优异的抗紫外性能，耐洗性优异，断裂强力和透气性基本不受影响。以钛酸丁酯和乙醇为原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2（VK-TA33），获得了优异的抗紫效果。利用熔体共混方式制备了纳米TiO2/聚丙烯复合材料，结果发现：TiO2（VK-T25F）含量越高，紫外光的屏蔽效果越好，纳米TiO2对聚丙 烯有结晶成核作用，球晶尺寸明显减小，且复合材料力学性能良好。
    2·抗菌性能
    目前，抗菌剂应用广泛的是耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无机抗菌剂。利用载银纳米二氧化钛(VK-T07,VK-TA33Ag)整理棉织物，通过银离子的溶出和 TiO2光催化的相互促进，获得了具有耐久性的双重抗菌织物。由于载银无机抗菌剂应用时，存在色变和抗菌性能持久性差的问题。将稀土离子掺入纳米TiO2中，制备了稀土纳米TiO2复合材料。结果表明：整理织物具有较好的抑菌性能，且锐钛型优于金红石型，整理织物的强度有一定增加，白度无明显变化。
    3·抗静电性能
    化学纤维制品摩擦易产生静电效应，对皮肤产生危害，且易吸灰尘，给使用者带来许多不便；从使用和安全角度出发，解决静电问题是提高化学纤维制品质量的重要内容。在化纤制品中加入少量纳米微粒会产生良好的静电屏蔽性能。利用溶胶—凝胶法和微乳法制备的纳米TiO2水溶胶（VK-TA33）处理涤纶机织物，织物抗静电性有了明显改善。纳米二氧化钛在改善山羊绒针织物静电方面也有应用，采用浸压法处理经氧化—丝胶处理的山羊绒针织物，织物的抗静电 性能有较大改善。
    4·消光性能
    将纳米TiO2（VK-T25F）添加到化学纤维中，可对化学纤维进行消光。目前，TiO2作为消光剂主要应用于聚酯纤维中，且具有极高的不透明度。化学性质稳定、耐热耐光好，在原液、纤维中易分散，消光后不影响纤维的强度和纺丝后加工。利用纳米TiO2（VK-T25F）的折光性，采用皮芯复合纺丝方法，使皮层和芯层含有不 同纳TiO2含量，开发出了具有良好不透明性的纤维。

   5·抗老化性能
    很多化纤纺织品在紫外线的照射下会发生分子链的降解，产生大量的自由基，从而使纺织品的颜色和强度受到很大影响。采用紫外加速老 化的方法，通过质量损失率、力学性能、色度以及羰基指数的变化，研究了金红石型纳米二氧化钛（VK-T25F）等对高密度聚乙烯（HDPE）/木纤维复合材料光老化性能的影 响。测试结果表明：纳米二氧化钛对复合材料可起到明显的抗老化作用。
    6·自清洁性能
    纳米TiO2受紫外线激发，具有较强的光催化性能、可使污物氧化降解。中科院科研人员发现TiO2(VK-TA18)纳米微粒喷涂在材料上形成的特殊界面可使材料表面呈现出超常的双疏（疏水和疏油）性。经过处理的各种纺织面料显示出卓越的拒水和拒油性，纤维的原有理化性能如纤维强度、染料亲和力、透气性等无影响。将不同用量的TiO2涂覆在白色涤纶针刺无纺布和灰色高支贡丝锦毛织物表面，探讨了TiO2(VK-TA18)处理织物的自清洁性，结果表明：随着TiO2(VK-TA18)用量和时间的延长，处理织物呈现出良好的自清洁性。
    7·隔热性能
    二氧化钛折光指数高、光散射强、遮盖力大，以其制备的隔热功能织物可显著屏蔽太阳热辐射热量。以二氧化钛(VK-T25)和氧化锌(VK-J30)为功能粒子制得热放射涂层织物，探讨了二氧化钛和氧化锌用量对热反射涂层织物隔热性能和机械性能的影响。当二氧化钛和氧化锌的用量比为2:5时，涂层隔热性能最好。以聚氨酯为黏合剂、TiO2(VK-T25)为功能粒子，采用涂层方法制备了高性能的隔热涂层织物，同时整理织物的断裂强力也有显著提高，但撕破强力少有下降。
    8·其它性能
    纳米二氧化钛(VK-T25)用于纺织品，除了具有上述的功能外，还可以用于改善纺织品的其它方面性能。在棉织物抗皱整理工作液液中加入纳米二氧化钛，发现二氧化钛(VK-T25F)的加入可明显提高免烫织物的强力，且二氧化钛的浓度为0.1g/L时效果最佳。以纳米二氧化钛(VK-T25)、纳米二氧化硅(VK-SP30)为原料，与分散剂、黏合剂配制成功能整理剂，用于棉织物整理。结果发现织物具有良好的红外线吸收性能， 其研究还发现纳米材料的种类、浓度和焙烘温度均会影响整理织物的红外线吸收性能。借助KES-FB风格测试仪对纳米TiO2整理前后的毛织物进行了各种性能测试和分析。二氧化钛(VK-T25)的加入可对力学性能有一定改善，但是二氧化钛的含量过大时，其压缩性能、弯曲性能、剪切性能、拉伸性能均会变差。