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《江南大学》 2009年
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Gemini型硅溶胶凝胶化及应用

张文娟  
【摘要】: Gemini阳离子化合物与带负电的硅溶胶之间能发生一种较强的吸附作用。利用这种吸附作用,可制备一系列的阳离子杂化溶胶体系。该体系在三次采油、纺织等领域已经有所研究和应用,是一种很有前景的新型功能材料。本文以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,以乙撑基-双(十八烷基二甲基氯化铵)(EBODAC)为添加剂,制备了一种Gemini型硅溶胶体系。并对该体系的性能、凝胶化规律以及在棉织物防紫外线和抗菌复合整理上的应用进行了研究。 在溶胶制备的研究中,通过调整反应物的种类、配比以及反应条件,制备了不同性能的Gemini型硅溶胶,考察了不同的制备工艺条件对溶胶体系粘度和凝胶时间的影响,发现当TEOS:EtOH:H2O:HCl:EBODAC=1:8:5:0.04:0.05(摩尔比),反应温度为50℃,反应时间为6h时,可制得一种性能较稳定的Gemini型硅溶胶。该溶胶的Zeta电位约为23.31mV,粒径约为5.21nm。FT-IR光谱发现TEOS发生充分的水解和聚合,已生成具有Si-O-Si键的溶胶,但溶胶与EBODAC之间没有成键。 无机盐是影响溶胶凝胶化的最重要因素之一,向Gemini型硅溶胶中添加无机盐,探讨了不同种类和用量的无机盐对Gemini型硅溶胶凝胶化性能的影响规律和影响机理,以期达到利用无机盐调控溶胶凝胶化速度的目的。结果表明0.2mol/L的NaCl、KCl、MgCl_2、CaCl_2和0.003mol/L的NaCl、NaBr、NaI、NaNO_3、NaAc、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4添加到Gemini型硅溶胶中后,能促进溶胶的凝胶化;氯化钠的浓度越高,促凝作用越强;0.2mol/L的FeCl3则有延缓溶胶凝胶化的作用;无机盐中的正离子的促凝作用与其离子的水化半径有关,水化半径越大,与Gemini型硅溶胶争夺水化膜的能力越强,溶胶粒子间由水化膜产生的斥力越小,溶胶颗粒脱离水相,相互接触进而反应的几率增大,溶胶的凝胶速度变大;无机盐负离子的促凝作用与所带电荷数以及离子半径有关,离子带电越多,半径越小,压缩双电层的能力越强,溶胶的凝胶速度越快。 向Gemini型硅溶胶中添加TiO2溶胶,制得一种Gemini型SiO2/TiO2复合溶胶,将利用该溶胶对棉织物进行防紫外线/抗菌复合整理。探讨了硅/钛配比、复合溶胶浓度、浸轧方式、焙烘方式、偶联剂种类和用量对整理织物防紫外、抗菌、耐水洗以及强力白度等性能的影响。结果表明,较适宜的整理工艺条件是:硅/钛配比4:1,复合溶胶浓度0.3mol/L,两浸两轧,轧余率70%,160℃下焙烘3min,偶联剂为KH-570,其浓度为0.2mol/L。此时整理织物在UVA、UVB和UVC波段的紫外光透光率分别低于2%、4%和15%,抑菌率达到90.6%,强力、断裂伸长率和白度仅分别下降了2.7%、6.8%和0.3%。水洗30次后,该织物的抑菌率为80.7%,在297nm处的透光率为96.8%,即溶胶整理使织物具有良好的防紫外线和抗菌复合性能以及水洗牢度,且对织物的强力和白度损伤不大。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O613.72

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【引证文献】
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【参考文献】
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