“蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射膜的制備新方法及其增深細(xì)旦滌綸的性能
本文關(guān)鍵詞:“蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射膜的制備新方法及其增深細(xì)旦滌綸的性能,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:“蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射膜的折光指數(shù)沿膜厚方向梯度改變,可對入射光產(chǎn)生“捕獲”效應(yīng),并降低減反射性能對入射光波長和入射角度的依賴性,因而可在寬波段高效減反射。當(dāng)涂覆于有色基材表面時,基材的色彩還原性好。“溶膠-凝膠”粒子具有與“蛾眼”表面相似的圓形輪廓,雖可用于制備“蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射膜,但巧妙地平衡膜結(jié)構(gòu)對顆粒大尺寸的需求以及減少大尺寸顆粒對入射光的散射,是消除減反射性能對可見光波長依賴性,實現(xiàn)高效減反射的關(guān)鍵。論文研究并提出一種基于小尺寸硅溶膠涂膜過程中的顆粒原位聚集,組裝形成多孔的大尺寸溶膠聚集體,有效消除光散射,仿生構(gòu)建“蛾眼”結(jié)構(gòu)減反射膜的新方法。首先,論文將粒徑20 nm的市售SiO_2(Z-SiNP)稀釋制成涂膜液,考查了涂膜液濃度對Z-SiNP膜厚度、表面形貌以及膜減反射性能的影響。研究表明:Z-SiNP涂膜表面具有“球狀凸起”形貌,凸起尺寸與單顆SiO_2粒子相當(dāng);經(jīng)Z-SiNP涂膜后,基材可見光區(qū)透射率增強(qiáng),但透射曲線呈“波浪形”,波長依賴性明顯;隨涂膜液濃度增高,涂膜厚度增大,透射曲線波動周期減小,波動性增強(qiáng),表明涂膜具有多層結(jié)構(gòu)。之后,論文以四乙氧基硅烷(TEOS)改性Z-SiNP,得到表面偶聯(lián)烷氧基團(tuán)的SiO_2(T-SiNP)分散液,表征了改性粒子結(jié)構(gòu),并以T-SiNP分散液作為涂膜液涂覆石英基材,考察了涂膜表面形貌的形成機(jī)理以及涂膜的減反射性能。研究表明:T-SiNP表面連接乙氧基團(tuán),zeta電位絕對值減小,分散穩(wěn)定性較改性前略有降低;T-SiNP能在成膜過程中原位聚集,并借助相鄰粒子表面乙氧基縮合,組裝形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的大尺寸多孔團(tuán)聚體,賦予涂膜“蛾眼”形貌;隨涂膜液濃度增高,膜厚度增大,但“蛾眼”形貌變化不大;TEOS改性程度對“蛾眼”形貌的影響很小;經(jīng)T-SiNP涂膜后,石英玻璃在可見光區(qū)內(nèi)平行增透,透過率對波長無依賴性;經(jīng)T-SiNP涂膜后,有色基材的色深增加,色光不變,色彩還原性明顯優(yōu)于Z-SiNP涂膜。細(xì)旦滌綸因折射率大和比表面積高,很難染得深色,并已成為業(yè)內(nèi)共識。減反射增深是提高細(xì)旦滌綸表觀色深值的重要加工手段。為此,論文分別采用Z-SiNP和T-SiNP為增深整理劑,浸軋整理細(xì)旦滌綸織物,并考察整理織物的色深值以及整理織物的多項性能。研究表明:相比Z-SiNP,T-SiNP在織物表面形成更加疏松的納米多孔涂膜,能更高效地降低布面反射率,提高織物表觀色深值;采用優(yōu)化的整理工藝,T-SiNP附著質(zhì)量濃度為1.5%時,織物表觀色深值可提升28.5%;焙烘整理時,滌綸塑化后粘合T-SiNP涂膜,因此整理織物具有較好的耐洗牢度,經(jīng)過7次洗滌后,增深度仍可達(dá)20%;經(jīng)T-SiNP增深后,具有典型三原色的滌綸織物色光變化很小;T-SiNP整理后,滌綸織物親水性增強(qiáng),但摩擦色牢度降低。
【關(guān)鍵詞】:納米SiO_2 表面改性 “蛾眼”結(jié)構(gòu) 減反射膜 細(xì)旦滌綸 增深
【學(xué)位授予單位】:浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TB383.2;TS195.6
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 緒論11-21
- 1.1 引言11-12
- 1.2 滌綸織物減反射增深的研究進(jìn)展12-15
- 1.2.1 纖維表面粗糙化處理12-14
- 1.2.1.1 堿液處理13
- 1.2.1.2 等離子體處理13
- 1.2.1.3 表面噴濺刻蝕13-14
- 1.2.2 低折射率樹脂整理織物14-15
- 1.2.2.1 有機(jī)氟樹脂14
- 1.2.2.2 有機(jī)硅樹脂14-15
- 1.2.2.3 聚胺類樹脂15
- 1.3 減反射技術(shù)研究現(xiàn)狀15-19
- 1.3.1 均質(zhì)膜16-17
- 1.3.2 納米多孔結(jié)構(gòu)膜17-18
- 1.3.3“蛾眼”結(jié)構(gòu)膜18-19
- 1.4 本課題的研究意義、內(nèi)容及創(chuàng)新點19-21
- 1.4.1 研究意義19
- 1.4.2 研究內(nèi)容19-20
- 1.4.3 創(chuàng)新點20-21
- 第二章 Z-SINP減反射膜的制備及性能21-30
- 2.1 引言21
- 2.2 實驗材料及實驗儀器21-22
- 2.2.1 實驗材料21
- 2.2.2 實驗儀器21-22
- 2.3 Z-SINP涂膜的制備22-23
- 2.3.1 基材的處理22
- 2.3.2 不同涂膜液濃度Z-Si NP涂膜的制備22-23
- 2.4 測試及表征23
- 2.4.1 Z-SiNP的顆粒形貌23
- 2.4.2 Z-SiNP的粒徑表征23
- 2.4.3 Z-SiNP涂膜透光率23
- 2.4.4 Z-SiNP涂膜表面形貌23
- 2.5 結(jié)果與討論23-29
- 2.5.1 Z-SiNP的形貌及尺寸23-24
- 2.5.2 涂膜液濃度對Z-SiNP涂膜厚度的影響24-25
- 2.5.3 涂膜液濃度對Z-SiNP涂膜表面形貌的影響25-27
- 2.5.4 涂膜液濃度對Z-SiNP涂膜減反射性能的影響27-29
- 2.6 本章小結(jié)29-30
- 第三章 T-SINP減反射膜的制備及性能30-48
- 3.1 引言30-31
- 3.2 實驗材料及實驗儀器31
- 3.2.1 實驗材料31
- 3.2.2 實驗儀器31
- 3.3 T-SINP的制備31-32
- 3.4 T-SINP涂膜的制備32
- 3.4.1 基材的處理32
- 3.4.2 不同涂膜液濃度T-SiNP涂膜的制備32
- 3.5 測試及表征32-33
- 3.5.1 T-SiNP結(jié)構(gòu)表征32-33
- 3.5.2 T-SiNP的顆粒形貌33
- 3.5.3 T-SiNP涂膜透光率33
- 3.5.4 T-SiNP涂膜表面形貌33
- 3.5.5 K/S曲線測試33
- 3.6 結(jié)果與討論33-46
- 3.6.1 T-SiNP的制備及結(jié)構(gòu)表征33-36
- 3.6.1.1 T-SiNP的化學(xué)結(jié)構(gòu)33-35
- 3.6.1.2 T-SiNP的尺寸35-36
- 3.6.2 TEOS改性反應(yīng)及TEOS濃度對涂膜表面形貌的影響36-37
- 3.6.2.1 膜的表面形貌36-37
- 3.6.2.2 膜表面“球形”凸起結(jié)構(gòu)37
- 3.6.3 涂膜液濃度對T-SiNP涂膜結(jié)構(gòu)的影響37-40
- 3.6.3.1 對膜厚度的影響37-38
- 3.6.3.2 膜的表面形貌38-39
- 3.6.3.3 膜表面凸起結(jié)構(gòu)39-40
- 3.6.4 T-SiNP涂膜與Z-SiNP涂膜表面形貌差異的形成機(jī)理40-43
- 3.6.4.1 改性劑及改性劑濃度對溶膠顆粒Zeta電位的影響40-42
- 3.6.4.2 涂膜的固化機(jī)理42-43
- 3.6.5 T-SiNP涂膜的減反射性能43-45
- 3.6.5.1 TEOS改性反應(yīng)及TEOS濃度對涂膜減反射性能的影響43-44
- 3.6.5.2 涂膜液濃度對T-SiNP涂膜減反射性能的影響44-45
- 3.6.6 改性對減反射膜色彩還原性的影響45-46
- 3.7 本章小結(jié)46-48
- 第四章 減反射膜在織物上的應(yīng)用48-63
- 4.1 引言48
- 4.2 實驗藥品及儀器48-49
- 4.3 實驗方法49-50
- 4.3.1 樣品準(zhǔn)備49
- 4.3.2 增深整理工藝49-50
- 4.3.2.1 增深整理工藝配方49
- 4.3.2.2 增深整理工藝流程49-50
- 4.4 測試及表征50-52
- 4.4.1 整理織物上T-SiNP實際附著量50
- 4.4.2 K/S值及反射率50-51
- 4.4.3 織物表面形貌51
- 4.4.4 織物耐水洗牢度測試51
- 4.4.5 織物毛細(xì)效應(yīng)測試51
- 4.4.6 織物接觸角測試51
- 4.4.7 耐摩擦色牢度測試51-52
- 4.5 結(jié)果與討論52-62
- 4.5.1 改性劑濃度對增深度的影響52
- 4.5.2 整理液pH值對增深度的影響52-53
- 4.5.3 焙烘溫度對增深度的影響53-54
- 4.5.4 T-SiNP用量對增深度的影響54
- 4.5.5 整理織物表面形貌54-55
- 4.5.6 Z-SiNP與T-SiNP增深效果對比55-56
- 4.5.7 T-SiNP增深整理對織物色光的影響56-58
- 4.5.8 整理織物耐水洗性能58-60
- 4.5.9 整理織物吸濕性60-61
- 4.5.10 耐摩擦牢度61-62
- 4.6 本章小結(jié)62-63
- 第五章 結(jié)論與建議63-65
- 5.1 結(jié)論63
- 5.2 建議63-65
- 參考文獻(xiàn)65-69
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-70
- 致謝70
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