纳米二氧化钛改性丝绸织物的功能化研究开题报告

1. 研究目的与意义

真丝织物具有很多优良的性能,如结构细腻、手感温和、外观优美、服用性能良好等,历来被誉为纤维“皇后”,备受人们喜欢.但在紫外线照射、水分、氧气等外界环境的影响下丝素内部分子会发生光氧化反应导致织物黄变脆化，且在潮湿的环境下容易生菌发霉，严重影响其服用性。为了提高真丝纤维的附加值,同时减少紫外线对人体的伤害,必须对真丝织物进行防紫外和抗菌等整理。纺织材料的防紫外和抑菌功能已有广泛深入的研究,既有采用有机类整理剂的方法,也有采用无机类整理剂的方法。常用的有机整理剂难免存在对人体和环境不利的问题,如难降解,易在人体内积累,在整理中或整理后释放有害化合物等问题。无机整理剂因具有安全高效等优点而引人关注，因此,寻找安全环保的整理剂或方法来赋予纺织品的功能性已是大势所趋。无机纳米材料由于具有安全、环保且稳定性好等优点,用于纺织品的功能整理现已成为纺织领域研究的热点之一。

纳米二氧化钛是一种重要的无机功能纳米材料, 具有无毒、无味、活性高、热稳定性好、不易分解等性能，被广泛地应用于污水处理、空气净化、自清洁和抗菌。最近，已经报道了将二氧化钛作为涂层剂涂在玻璃、织物、水泥和塑料表面．二氧化钛涂层织物在降解污染物、自清洁和抗菌方面已经得到应用．bozzi等人通过射频等离子体、微波等离子体和真空紫外辐射预处理天然纤维和合成纤维，在纤维表面形成活性中心，这有利于将二氧化钛束缚在纺织品表面，并使自清洁活性变得稳定；朱红等人将纳米二氧化钛负载到锦纶纤维上，并用雷马素艳蓝r对其染色，改性后的锦纶织物对紫外线吸收能力明显提高。其具有纳米材料的诸多特点,可赋予织物抗紫外线、抗菌、抗老化等功能,因此成为近年来功能纺织品开发研究的热点之一。

关于制备二氧化钛纳米薄膜的报道有很多，主要方法有溶胶-凝胶法、物理气相沉积法、直接氧化法、水热法及溶剂热法、胶束与反胶束法等。与其他制备方法相比，水热法制备的纳米二氧化钛颗粒具有污染小，可以通过控制温度、酸碱度、原料配比等条件得到不同晶体结构、组成、形貌和颗粒大小的产物，而且结晶良好，无须二次高温灼烧处理，从而有效避免了纳米颗粒“硬团聚”现象的发生。水热法就是在密闭的高压合成反应釜中，以水或有机溶剂作为反应介质，在一定温度和水的自身压强下（一般在温度100 ℃、压力100 mpa的热压条件下），进行水热合成、水热分解、水热氧化、水热处理等制备纳米二氧化钛粉体。

目前对于纳米二氧化钛应用于制备功能性纺织品的研究主要集中在自清洁性能、挥发性有机化合物的吸附性能、抗菌以及抗紫外线性能。经纳米二氧化钛整理过的丝绸织物具有抑菌、紫外屏蔽、光催化功能，其原理如下：抑菌机理是紫外光能激发二氧化钛并能够和细胞直接作用，也就是说光生电子和光生空穴直接和细胞壁、细胞膜和细胞的组成成分发生化学反应；紫外屏蔽机理是无机纳米材料二氧化钛的禁带宽度为3.2 ev，对应的最大激发波长为387 nm。理论上说,波长小于最大激发波长的光都能被半导体纳米粒子吸收,纳米二氧化钛粒子对紫外光有较宽的吸收带,且粒子越小,被吸收的紫外光越多。因此,纳米二氧化钛是一种非常理想的纺织品无机紫外屏蔽剂。光催化机理是二氧化钛涂布于丝绸织物表面,在光线作用下,产生强烈的催化降解功能，能有效降解空气中有毒有害气体,杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理.同时，其还具有除臭、抗污等功能。

2. 研究内容和预期目标

1.纳米二氧化钛附着丝绸织物;

2.对整理后的丝绸织物的性能研究;

3.利用uv-vis、ir、xrd、sem、tem等分析手段，对二氧化钛整理过的进行表征分析;

3. 研究的方法与步骤

1.纳米二氧化钛和丝绸织物通过搅拌附着

2.通过控制反应温度、PH、反应时间、转速得到丝绸织物跟二氧化钛最佳结合状态，再用单因素法找到最佳二氧化钛用量。

3.使用XRD，扫描电镜等方法对整理后的丝绸进行结构和性能表征，测定其光催化、抗紫外及抑菌等性能

4. 参考文献

[1] henry a i, bingham j m, ringe e, et al. correlated structure and optical property studies of plasmonic nanoparticles[j]. the journal of physical chemistry c, 2011, 115(19): 9291-9305.

[2] montazer m, golshani p, moghadam m b. hydrophobic, cross-linked and photoactive cotton fabric using nano tio2 and btca—statistically optimized by rsm[j]. indian journal of fibre textile research, 2013, 38: 35-43.

[3] singh b p, bharadwaj p, choudhary v, et al. enhanced microwave shielding and mechanical properties of multiwall carbon nanotubes anchored carbon fiber felt reinforced epoxy multiscale composites[j]. applied nanoscience, 2014, 4(4): 421-428.

5. 计划与进度安排

1.2022-02-22 ～2022-03-07：查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。

2.2022-03-08～2022-03-10：开展初步实验，二氧化钛与丝绸通过搅拌附着。

3.2022-03-11～2022-03-13：探究纳米二氧化钛和丝绸织物之间结合能力的影响因素。

4.2022-03-14～2022-03-19：探究温度对实验的影响。