紡織品上靜電自組裝SiO2-PEI薄膜結(jié)構(gòu)生色研究.pdf

1、目前使紡織品產(chǎn)生顏色的主要途徑是通過在紡織品上施加有色物質(zhì)（染料或顏料）來實現(xiàn)，而結(jié)構(gòu)色的產(chǎn)生無須任何化學(xué)著色劑的存在，并具有高亮度、高飽和度、虹彩效應(yīng)、永不褪色等優(yōu)點。
　　本課題依據(jù)薄膜干涉結(jié)構(gòu)生色原理，利用靜電自組裝法在紡織品上構(gòu)建結(jié)構(gòu)色薄膜，研究不同織物的組裝條件，分析結(jié)構(gòu)色薄膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性及其影響因素，探討結(jié)構(gòu)色的生色機(jī)理，建立薄膜的自組裝過程模型，為開發(fā)紡織品的生態(tài)著色技術(shù)提供一定的理論和實踐基礎(chǔ)。
　　

2、本論文主要開展了以下四方面的研究工作：
　　1.不同織物上SiO2/PEI結(jié)構(gòu)色薄膜組裝條件的研究：以典型的合成纖維織物滌綸和天然纖維織物蠶絲為基質(zhì)材料，研究其表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)對薄膜組裝效果的影響，通過評價不同組裝條件下纖維表面SiO2納米粒子的分布情況，確定適宜不同織物的組裝條件；
　　2. SiO2/PEI薄膜的構(gòu)建及影響其光學(xué)特性和結(jié)構(gòu)生色因素的研究：將SiO2納米粒子和 PEI聚電解質(zhì)交替組裝到織物上以構(gòu)建結(jié)構(gòu)色薄膜，

3、利用數(shù)碼相機(jī)、多角度分光光度儀、DGI數(shù)慧眼系統(tǒng)等分析表征織物的結(jié)構(gòu)色，研究納米粒子的粒徑、組裝周期數(shù)、觀察角度等因素對結(jié)構(gòu)色的影響，結(jié)合薄膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點，分析結(jié)構(gòu)色的生色機(jī)理；
　　3.不同組裝周期SiO2/PEI薄膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及組裝過程的研究：應(yīng)用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察不同組裝周期薄膜中納米粒子的分布狀態(tài)，分析薄膜的組裝過程及組裝驅(qū)動力；
　　4.不同織物上SiO2/PEI薄膜結(jié)構(gòu)生色差異性的研究：對比滌綸和蠶絲織物的

4、結(jié)構(gòu)色，分析兩者的差異及其造成差異的內(nèi)在因素。
　　研究結(jié)果表明：
　　1.纖維/織物表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、親水性和帶電性等方面的差異影響PEI分子和SiO2粒子在其表面的吸附和組裝，適宜本研究所用滌綸織物的組裝條件為：先浸漬PEI溶液再浸漬SiO2分散液，浸漬每一組裝液后水洗3次，組裝液濃度為0.5wt.％PEI溶液和0.2 wt.％SiO2分散液。相比于滌綸織物，蠶絲織物需增加水洗次數(shù)到5次，降低PEI組裝液的濃度到0.1wt.

5、％。
　　2.滌綸和蠶絲織物的結(jié)構(gòu)色隨薄膜組裝周期數(shù)、組裝納米粒子粒徑和觀察角度的變化而變化，薄膜的光學(xué)性質(zhì)和形態(tài)結(jié)構(gòu)共同支持靜電自組裝構(gòu)建的SiO2/PEI薄膜為有機(jī)/無機(jī)復(fù)合的均一多孔薄膜，其結(jié)構(gòu)生色機(jī)理符合單層薄膜干涉生色理論。
　　3. PEI與SiO2之間的靜電引力驅(qū)動薄膜的自發(fā)組裝和縱向增長，靜電引力和斥力的共存體系驅(qū)使薄膜形成錯層增長的多孔膜結(jié)構(gòu)，并以此建立自組裝過程模型。
　　4.蠶絲和滌綸纖維表面形態(tài)