張錫均，汪進(jìn)前,b，蓋燕芳，張鐘楷，朱亞娟

(浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點實驗室，杭州 310018)

滌綸織物摻雜Fe3+、Ag+的SiO2/ TiO2復(fù)合水溶膠抗靜電防紫外線整理

張錫均a，汪進(jìn)前a,b，蓋燕芳a，張鐘楷a，朱亞娟a

(浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點實驗室，杭州 310018)

在低溫條件下釆用溶膠凝膠法制備SiO2/TiO2，F(xiàn)e3+、Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠，通過浸軋法對滌綸織物進(jìn)行了抗靜電、防紫外線整理，并測試了整理后織物的感應(yīng)電壓、半衰期、紫外線透過率和UPF值，探討了達(dá)到較好抗靜電和防紫外線效果的工藝參數(shù)。結(jié)果表明：當(dāng)鈦/硅配比為1∶2、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%、摻Ag+量為4%時，經(jīng)復(fù)合水溶膠整理后的滌綸織物半衰期為0.01s，此時織物具有較強的抗靜電性，且經(jīng)過30次洗滌后其半衰期仍有4.57s，因此具有一定的抗靜電耐久性；當(dāng)鈦/硅配比為4∶1、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%、摻Fe3+量為0.06%、摻Ag+量為1%時，經(jīng)復(fù)合水溶膠整理后的滌綸織物UPF值分別為136.27和132.8，TUVA分別為3.81%和3.73%，達(dá)到防紫外線產(chǎn)品的要求，且經(jīng)過30次洗滌后其UPF值分別為113.79和110.64，此時仍有較好的防紫外線性能，因此具有一定的防紫外耐久性。

滌綸織物；摻雜；水溶膠；抗靜電；防紫外線

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們越來越追求高檔、舒適具有保健功能的紡織品。納米材料有許多普通材料不具備的特性,可開發(fā)出高附加值的功能性紡織品，提高我國的紡織品科技含量，可為紡織行業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益[1]。

滌綸織物具有斷裂強度高、懸垂感好、彈性模量高、挺括、耐磨、尺寸穩(wěn)定性好、價格便宜等優(yōu)良性能，因而廣泛地應(yīng)用于服用、產(chǎn)業(yè)用及裝飾用紡織品[2]。然而，滌綸纖維缺乏親水性極性基團(tuán)，吸濕性差，即使在100%相對濕度下的吸濕率也僅為0.6%～0.8%[3]，因而容易產(chǎn)生靜電，且難以逸散，給紡織品加工和服用帶來諸多不便，甚至引起火災(zāi)爆炸。另外，滌綸纖維是當(dāng)前世界產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的一種合成纖維，其分子結(jié)構(gòu)中存在芳族基，具有一定的吸收紫外線性能，是常規(guī)化學(xué)纖維中抗紫外線性能最好的纖維，但其還不能稱作防紫外產(chǎn)品。

納米TiO2、納米SiO2等氧化物，對紫外線有一定的吸收能力，且具有抗靜電的功能，又因其尺寸微小而具有納米效應(yīng)和高活性，將它們在溶膠的階段整理到織物表面，可形成一層連續(xù)的凝膠網(wǎng)絡(luò)薄膜，且與織物結(jié)合質(zhì)密，使織物具有良好的抗靜電性能和防紫外線性能。代欣欣等[4]以鈦酸丁酯和正硅酸乙酯為前驅(qū)體，采用溶膠凝膠技術(shù)制備的SiO2/TiO2復(fù)合溶膠處理錦綸織物，整理后其抗靜電性能顯著提高。張文娟等[5]采用溶膠凝膠技術(shù)成功制備了Gemini型SiO2/TiO2復(fù)合溶膠，通過浸軋-烘焙工序?qū)兠蘅椢镞M(jìn)行防紫外線抗菌整理，結(jié)果顯示，當(dāng)鈦、硅比為4∶1、濃度為0.3mol/L時，織物在230～280nm波段的紫外線透過率低于2%，抑菌率達(dá)91.7%。李芮等[6]采用自制的納米SiO2/TiO2復(fù)合溶膠處理白色府綢織物，整理后其紫外線防護(hù)性能大大提高，斷裂強力有所下降。

本文以成本較低、不存在毒害的無機溶劑水為反應(yīng)溶劑，以乙酸為催化劑，制備納米TiO2/SiO2水溶膠，摻雜Fe3+-TiO2/SiO2和Ag+-TiO2/SiO2的水溶膠整理滌綸織物,討論各種因素對滌綸織物抗靜電性能、防紫外線性能的影響，從而確定最優(yōu)參數(shù)。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與儀器

織物：滌綸織物(154.2g/m2,臨海市東海翔集團(tuán)有限公司)。

藥品：鈦酸丁酯(TBOT，AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)，正硅酸乙酯(TEOS，AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)，冰乙酸(HAc，AR，阿拉丁公司)，硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O，AR，阿拉丁公司)，硝酸銀(AgNO3，AR，常州市國宇環(huán)?？萍加邢薰?，氫氧化鈉(NaOH,AR，阿拉丁公司)，去離子水(自制)。

儀器：KQ-250E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)，DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(杭州惠創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司)，MU505A型立式實驗軋車(合肥泛遠(yuǎn)檢測儀器有限公司)，M-6連續(xù)式定型烘干機(杭州三錦科技有限公司)，Lambda 900紫外分光光度計(美國Perkin Elmer公司)，UV-2000F紡織品抗紫外因子測試儀(美國Labsphere公司)，F(xiàn)Y342E-II織物感應(yīng)式靜電儀(溫州方圓儀器有限公司)。

1.2 摻雜Fe3+、Ag+-TiO2/SiO2復(fù)合水溶膠的制備

a) TiO2水溶膠的制備

室溫下，將一定量的酞酸丁酯(TBOT)和1/2體積的HAc混合均勻，磁力攪拌10min后得到溶液A；將另外1/2體積的HAc和一定量的H2O混合均勻，組成溶液B。在快速攪拌的情況下，把溶液B以1滴/s的速度滴加到溶液A中，繼續(xù)快速攪拌3h，得到淡黃色透明的TiO2水溶膠。其中，Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，n(TBOT)∶n(HAc)=1∶7.2。

b) SiO2水溶膠的制備

室溫下，將正硅酸乙酯(TEOS)在高速攪拌下以1滴/s的速度滴加到一定量的冰乙酸(HAc)和水的混合液中，快速攪拌3h，直到得到均勻透明的SiO2溶膠。其中，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，n(TEOS)∶n(HAc)=1∶2.6。

c) SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠的制備

按照表1中鈦/硅配比，將SiO2溶膠、TiO2溶膠和H2O混合，室溫超聲10min，磁力攪拌1h，可得均勻透明的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠。其中保持Si和Ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和為0.75%。

按照表2中將SiO2、TiO2和H2O的用量將其混合，在室溫下超聲10min，磁力攪拌1h,制備得到均勻透明的不同鈦/硅總含量及配比的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠。

表1 不同鈦/硅配比的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠制備

表2 不同鈦/硅總含量及配比的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠制備

d) Fe3+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠的制備

分別稱取硝酸鐵0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%和0.15%(硝酸鐵與鈦酸四丁酯的摩爾質(zhì)量比)，將制備好的SiO2水溶膠、TiO2水溶膠和H2O以一定比例混合，室溫下快速攪拌1h，攪拌過程中添加一定量的硝酸鐵溶液，并繼續(xù)快速攪拌1h，可得不同F(xiàn)e3+摻雜量的Fe3+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠。

e) Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠的制備

分別稱取硝酸銀0.5%、1%、2%、3%、4%和5%(硝酸銀與鈦酸四丁酯的摩爾質(zhì)量比),將制備好的SiO2水溶膠、TiO2水溶膠和H2O以一定比例混合,室溫下快速攪拌1h,攪拌過程中添加一定量的硝酸銀溶液,并繼續(xù)快速攪拌1h,可得不同Ag+摻雜量的Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠。

1.3 滌綸織物的前處理

用凈洗劑清除滌綸織物上油脂等殘留物，25℃清洗1h。接著用清水漂洗干凈。然后將清洗干凈的織物用40%的NaOH處理2min，在織物表面形成一些官能團(tuán)(主要是羧基和羥基)，提高織物表面反應(yīng)活性[7]。最后用去離子水徹底沖洗掉殘余物，80℃烘干至恒重。

1.4 抗靜電防紫外線整理

滌綸織物浸軋復(fù)合水溶膠3h(二浸二軋，軋余率70%)→80℃×3min烘干→120℃×5min焙烘。

1.5 性能測試與表征

1.5.1 織物的抗靜電效果

參照紡織機械和紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01042—1996《紡織材料靜電性能靜電壓半衰期的測定》在FY342E-II織物感應(yīng)式靜電儀上測定感應(yīng)電壓和半衰期。

1.5.2 織物的防紫外線效果

用紫外-可見分光光度計測試樣品的紫外線透過率。

用紡織品抗紫外因子測試儀測試樣品的UPF值和UVA透過率(TUVA)。

1.5.3 耐皂洗性能分析

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3921—2008《紡織色牢度試驗 耐皂洗色牢度》，通過測定織物皂洗后的半衰期來評定整理后的織物抗靜電耐久性，測定織物皂洗后的UPF值來評定整理后的織物防紫外耐久性。

2 結(jié)果與討論

2.1 抗靜電性能分析

2.1.1 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅配比對抗靜電性的影響

納米SiO2/TiO2復(fù)合溶膠可在織物表面形成一層連續(xù)的凝膠網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電薄膜，可賦予織物優(yōu)良的抗靜電性能[8-9]。SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅配比對整理后滌綸織物的感應(yīng)電壓和半衰期的影響如表3所示。

表3 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理滌綸織物的峰值電壓和半衰期

由表3可以看出，滌綸織物經(jīng)復(fù)合水溶膠整理后，感應(yīng)電壓和半衰期明顯減小，即抗靜電性能大大提高，說明滌綸織物表面能快速逸散電荷，使其無法積聚。隨著SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅配比的增加，峰值電壓和半衰期呈現(xiàn)先降低后增大的趨勢。這是因為適量的硅溶膠加入到鈦溶膠中，有利于在織物表面形成以銳鈦礦TiO2為中心的凝膠粒子，及-Ti-O-Si-，-Ti-O-Ti-鍵相互交錯連續(xù)地在纖維表面形成的凝膠粒子網(wǎng)絡(luò)薄膜結(jié)構(gòu)，因而具有導(dǎo)電性[6-7]。當(dāng)鈦/硅配比為1∶2時，整理織物的抗靜電性最好，感應(yīng)電壓和半衰期由原樣的4527V和1025s分別降低為2314.8V和0.52s。

2.1.2 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅總含量對抗靜電性的影響

由表3可見，當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為1∶2和1∶1時，SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理滌綸織物的抗靜電性相對較好。為節(jié)約成本，本實驗分別采用w(Ti)∶w(Si)為1∶2、1∶1、2∶1和4∶1的復(fù)合水溶膠對滌綸織物進(jìn)行整理，水溶膠中鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為0.5%、0.75%和1%。圖1是不同鈦/硅配比的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠在不同鈦/硅總含量下對織物整理后的抗靜電效果。

從圖1可以看出，在鈦/硅配比一定的情況下，感應(yīng)電壓和半衰期隨著SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅總含量的增大先減小后增大，即抗靜電性隨鈦/硅總含量的增大先增強后減弱。當(dāng)鈦/硅總含量一定時，隨著鈦/硅配比的逐漸增大，抗靜電性逐漸減弱。當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為1∶2、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%時，織物的抗靜電性能最好。

圖1 復(fù)合水溶膠中鈦/硅總含量對抗靜電性的影響

2.1.3 Fe3+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中摻Fe3+量對抗靜電性的影響

采用摻Fe3+量分別為0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%和0.15%，w(Ti)∶w(Si)為1∶2，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%的水溶膠，對滌綸織物進(jìn)行整理，測試其感應(yīng)電壓和半衰期。結(jié)果如圖2所示。

圖2 復(fù)合水溶膠的摻Fe3+量對抗靜電性的影響

從圖2中可以看出，感應(yīng)電壓和半衰期隨著摻Fe3+量的增大而增大，即抗靜電性隨著摻Fe3+量的增大而減弱。有文獻(xiàn)報道[9]，用摻雜Fe3+改性的TiO2和SiO2/TiO2分別整理織物后，其抗靜電性能都有較大的提高。Fe3+-SiO2/TiO2不能提高織物抗靜電性能，可能是由于Fe3+與SiO2和TiO2發(fā)生結(jié)合，相互之間產(chǎn)生拮抗效應(yīng)。摻Fe3+量為0時，其感應(yīng)電壓為2314.8V，半衰期為0.52s。

2.1.4 Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中摻Ag+量對抗靜電性的影響

采用摻Ag+質(zhì)量分別為0、0.5%、1%、2%、3%、4%和5%，w(Ti)∶w(Si)為1∶2，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%的水溶膠，對滌綸織物進(jìn)行整理，測試其感應(yīng)電壓和半衰期。結(jié)果分別如圖3所示。

圖3 復(fù)合水溶膠的摻Ag+量對抗靜電性的影響

從圖3中可以看出，較SiO2/TiO2水溶膠整理相比，Ag+-SiO2/TiO2水溶膠整理后滌綸織物的抗靜電性能都有所增強。這是因為SiO2/TiO2溶膠摻Ag+整理到織物上，Ag+進(jìn)入凝膠網(wǎng)絡(luò)膜里，凝膠網(wǎng)絡(luò)膜中導(dǎo)電粒子數(shù)增加，導(dǎo)電性能提高。隨著摻Ag+量的增大，感應(yīng)電壓和半衰期整體呈現(xiàn)下降趨勢，也即抗靜電性隨著摻Ag+量的增大而增強。當(dāng)摻Ag+量為4%和5%時，整理后滌綸織物感應(yīng)電壓為3V，半衰期為0.01s，此時織物具有較強的抗靜電性，因此沒有必要繼續(xù)增大SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠的摻Ag+量來對提高織物的抗靜電性能。

2.1.5 抗靜電耐久性分析

采用w(Ti)∶w(Si)為1∶2，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%，摻鐵量為0的Fe3+-SiO2/TiO2，摻銀量為4%的Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理后滌綸織物，經(jīng)10、20、30次皂洗后，測試其抗靜電效果，結(jié)果如圖4所示。

圖4 抗靜電耐久性測試

從圖4可以得知，兩種復(fù)合溶膠整理后織物的抗靜電效果隨著皂洗次數(shù)的增加而持續(xù)減弱，這是因為少量溶膠從織物上脫落下來，連續(xù)的凝膠網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電薄膜斷裂。兩種溶膠整理織物經(jīng)30次洗滌后的半衰期遠(yuǎn)小于未經(jīng)過溶膠處理的滌綸織物的半衰期，其中經(jīng)Fe3+-SiO2/TiO2溶膠整理后的滌綸織物在洗滌30次后，其半衰期為9.72s，經(jīng)Ag+-SiO2/TiO2溶膠整理后的滌綸織物在洗滌30次后，其半衰期為4.57s。此時仍具有較好的抗靜電效果，因此其具有一定的抗靜電耐久性。

2.2 防紫外線性能分析

2.2.1 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅配比對防紫外線性能的影響

鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%，制備不同鈦/硅配比的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠，對滌綸織物進(jìn)行防紫外線整理,測試整理后織物的防紫外效果，結(jié)果如表4所示。

表4 鈦/硅配比對抗紫外效果的影響

從表4可以看出，不同鈦/硅配比的SiO2/TiO2水溶膠整理后滌綸織物的UPF值差別很大。純硅水溶膠整理的織物UPF為99.6，水溶膠中加入鈦，UPF值有較大的飛躍，隨著水溶膠中鈦/硅配比的增大，織物的UPF值先增大后減小。當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為4∶1時，織物的UPF值達(dá)到最大值，然后再增大鈦/硅配比，UPF值開始下降。這是因為適量的硅溶膠加入到鈦溶膠中，硅進(jìn)入了以-Ti-O-Ti-鍵在纖維表面形成的凝膠粒子網(wǎng)絡(luò)薄膜，有利于凝膠膜中TiO2晶體的形成與細(xì)化，從而提高凝膠膜對紫外線的吸收和反射。

2.2.2 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅總含量對防紫外線性能的影響

為節(jié)約成本，本實驗制備分別釆用w(Ti)∶w(Si)為1∶2、1∶1、2∶1和4∶1的復(fù)合水溶膠對滌綸織物進(jìn)行整理，水溶膠中鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為0.5%、0.75%和1%。整理后織物的防紫外線效果如圖5(a)所示。其中，w(Ti)∶w(Si)為4∶1，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、0.75%和1%的復(fù)合水溶膠整理后織物的紫外線透過率如圖5(b)所示。

圖5 SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)對防紫外線性能的影響

從圖5可以看出，在鈦/硅配比一定的情況下，UPF值隨著SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大呈先增大后減小，也即防紫外線性能隨復(fù)合水溶膠中鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大先增強后減弱，存在一個最佳濃度。可能是由于復(fù)合水溶膠中納米SiO2和納米TiO2間的碰撞幾率增加，有利于在滌綸織物表面形成致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)膜，且納米SiO2、TiO2的粒徑比較均勻，從而提高凝膠膜對紫外線的吸收、反射和散射，使滌綸織物的防紫外線性能大大增強。當(dāng)鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時，隨著w(Ti)∶w(Si)比的逐漸增大，防紫外線性能逐漸增強。當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為4∶1、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%時，織物的防紫外線性能最好。

2.2.3 Fe3+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中摻Fe3+量對防紫外線性能的影響

采用摻Fe3+量分別為0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%和0.15%，w(Ti)∶w(Si)為4∶1，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%的水溶膠，對滌綸織物進(jìn)行整理，測試其UPF值和UVA透過率(TUVA)。結(jié)果分別如表5所示。

表5 SiO2/TiO2中摻Fe3+量與織物防紫外線性能的關(guān)系

從表5中可以看出，UPF值隨著摻Fe3+量的增大呈先增大后減小趨勢，UVA透過率隨著摻Fe3+量的增大呈先減小后增大趨勢，也即防紫外線性能隨著摻鐵量的增大先增強后減弱。當(dāng)摻鐵量為0.06%時，整理后滌綸織物的UPF值為136.27，TUVA為3.81%，此時織物具有較強的防紫外線性，達(dá)到防紫外線產(chǎn)品的要求。適量Fe3+加入鈦硅溶膠中，影響了以-Ti-O-Ti-，-Ti-O-Si-鍵相互交錯連續(xù)地在纖維表面形成凝膠粒子網(wǎng)絡(luò)薄膜結(jié)構(gòu)，有利于凝膠膜中TiO2晶體的細(xì)化，從而提高凝膠膜對紫外線的吸收和散射。

2.2.4 Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠中摻Ag+量對防紫外線性能的影響

采用摻Ag+量分別為0、0.5%、1%、2%、3%、4%和5%，w(Ti)∶w(Si)為4∶1，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%的水溶膠，對滌綸織物進(jìn)行整理，測試其UPF值和UVA透過率(TUVA)。結(jié)果分別如表6所示。

表6 SiO2/TiO2中摻Ag+量與織物防紫外線性能的關(guān)系

從表6中可以看出，UPF值隨著摻Ag+量的增大呈先增大后減小趨勢，UVA透過率隨著摻Ag+量的增大呈先減小后增大，也即防紫外線性能隨著摻銀量的增大先增強后減弱。當(dāng)摻銀量為1%時，整理后滌綸織物的UPF值為132.8，TUVA為3.73%，此時織物具有較強的防紫外線性，達(dá)到防紫外線產(chǎn)品的要求。適量Ag+加入鈦硅溶膠中，影響了以-Ti-O-Ti-，-Ti-O-Si-鍵相互交錯連續(xù)地在纖維表面形成凝膠粒子網(wǎng)絡(luò)薄膜結(jié)構(gòu)，有利于凝膠膜中TiO2晶體的細(xì)化，從而提高凝膠膜對紫外線的吸收和散射。

2.2.5 防紫外耐久性分析

采用w(Ti)∶w(Si)為4:1，鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%，摻鐵量為0.06%的Fe3+-SiO2/TiO2，摻銀量為1%的Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理后滌綸織物，經(jīng)10、20、30次皂洗后，測試其紫外線屏蔽效果，結(jié)果如圖6所示。

圖6 防紫外耐久性測試

從圖6可以得知，兩種復(fù)合溶膠整理后織物的紫外線屏蔽效果隨著皂洗次數(shù)的增加而持續(xù)減弱，這是因為少量溶膠從織物上脫落下來，連續(xù)的凝膠網(wǎng)絡(luò)膜斷裂，導(dǎo)致凝膠膜對紫外線的吸收、反射和散射能力下降。兩種溶膠整理織物經(jīng)30次洗滌后的UPF值都小于未經(jīng)過溶膠處理的滌綸織物的UPF值，其中經(jīng)Fe3+-SiO2/TiO2溶膠整理后的滌綸織物在洗滌30次后，其UPF值為113.79，經(jīng)Ag+-SiO2/TiO2溶膠整理后的滌綸織物在洗滌30次后，其UPF值為110.64，仍具有較好的防紫外線效果，因此其具有一定的防紫外耐久性。

3 結(jié) 論

a) Fe3+、Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理后，滌綸織物的感應(yīng)電壓和半衰期明顯減小，其抗靜電性能顯著提高。當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為1∶2、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%、摻Ag+量為0 4%時，Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理滌綸織物后，織物的半衰期為0.01s，此時織物具有較強的抗靜電性，且經(jīng)過30次洗滌后其半衰期仍有4.57s，因此具有一定的抗靜電耐久性。

b) Fe3+、Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理后，滌綸織物的UPF值和TUVA都有了顯著的降低，其防紫外線性能明顯改善。當(dāng)w(Ti)∶w(Si)為4∶1、鈦/硅總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%、摻Fe3+量為0.06%、摻Ag+量為1%時，F(xiàn)e3+、Ag+-SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠整理滌綸織物后，織物的UPF值分別為136.27和132.8，TUVA分別為3.81%和3.73%，達(dá)到防紫外線產(chǎn)品的要求，且經(jīng)過30次洗滌后其UPF值分別為113.79和110.64，此時仍有較好的防紫外線性能，因此具有一定的防紫外耐久性。

[1] 朱林林,張 輝.納米二氧化鈦的制備及其在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用[J].國際紡織導(dǎo)報,2012(5):62-64,65.

[2] 于偉東,儲才元.紡織材料學(xué)[M].北京:中國紡織出版社,2006:360-370.

[3] 李永海,林鶴鳴,余志成,等.納米抗靜電整理劑在滌綸裝飾織物中的應(yīng)用研究[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報,2006,23(3):264-267.

[4] 代欣欣,閔 潔,邢彥軍.錦綸織物的SiO2/TiO2復(fù)合水溶膠超親水整理[J].印染,2012,38(16):32-35.

[5] 張文娟，王潮霞.SiO2/TiO2復(fù)合溶膠防紫外線/抗菌性能研究[J].化工新型材料,2009,37(6):38-40.

[6] 李 芮,王明勇，毛志平.納米TiO2/SiO2復(fù)合溶膠處理棉織物的抗紫外性能[J].印染,2007,2(1):1-3.

[7] Ramaratnam K, Tsyalkovsky V, Klep V, et al. Ultrahydrophobic textile surface via decorating fibers with monolayer of reactive nanoparticles and non-fluorinated polymer[J]. Chemical Communications,2007(43):4510-4512.

[8] 汪 青,王 明,陳水林.滌綸織物摻雜La3+的TiO2/SiO2水溶膠抗靜電整理[J].印染,2010,36(13):12-15．

[9] 陳雪花,古宏晨,周 凌.滌綸織物的納米抗靜電功能整理[J].紡織學(xué)報,2003,24(3):191-192.

(責(zé)任編輯：康 鋒)

Antistatic and Anti-ultraviolet Finish of Polyester Fabrics with Fe3+、Ag+Doped SiO2/TiO2Composite Sol

ZHANGXijuna,WANGJingqiana,b,GEYanfanga,ZHANGZhongkaia,ZHUYajuana

(a.School of Materials and Textiles;b.Key Laboratory of Textile Materials and Maufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

SiO2/TiO2, Fe3+、Ag+-SiO2/TiO2composite sols were prepared by sol-gel method under low temperature and they were applied as antistatic and anti-ultraviolet agent on polyester fabrics by dip-padding technique. The antistatic effect was tested with induced voltage and half-life. The anti-ultraviolet effect was tested with induced UV transmittance and UPF values. Results show that the optimal ratio of composite sols was likew(Ti)∶w(Si) was 1∶2, the optimum sol concentration was 0.75wt%, Ag+-dopping 4%. The half-life of the fabric was 0.01s. And after 30 times of washing, the half-life of the fabric still has 4.57s, The optimal ratio of composite sols was likew(Ti):w(Si) was 4∶1, the optimum sol concentration was 0.75wt%, Fe3+-dopping 0.06%, Ag+-dopping 1%. The UPF of the fabric was 136.27 and 132.8, respectively, theTUVAwas 3.81% and 3.73%, respectively. And after 30 times of washing, the UPF still has 113.79 and 110.64, respectively.

polyester fabrics; doping；hydrosol; antistatic; uvioresistant

2014-12-13

張錫均(1989-)，男，浙江富陽人，碩士研究生，主要從事現(xiàn)代紡織技術(shù)及新產(chǎn)品方面的研究。

汪進(jìn)前，E-mail:wjq@zstu.edu.cn

TS195.5

A

1009-265X(2015)04-0019-07