納米二氧化鈦在經(jīng)紗上漿中的作用機(jī)制

2015-12-26 14:22 來(lái)源：項(xiàng)目加盟網(wǎng) 瀏覽量:123

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為了改善淀粉的上漿性能，減少PVA漿料的用量，可在淀粉漿液中加入納米二氧化鈦（同VK-T25F）。采用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜對(duì)納米級(jí)無(wú)機(jī)漿料添加劑的作用機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：納米二氧化鈦（同VK-T25F）能顯著改善淀粉漿膜表面和斷lie截面以及漿紗表面的平滑性和均勻性；納米二氧化鈦（同VK-T25F）和淀粉之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用，這一作用可能與納米二氧化鈦（同VK-T25F）表面豐富的羥基有關(guān)。
納米二氧化鈦（同VK-T25F）能在某些純棉織物的經(jīng)紗上漿中全部取代PVA漿料，在滌、棉織物的經(jīng)紗上漿中部分取代PVA漿料這類漿料添加劑已引起了漿料、漿紗企業(yè)的廣泛關(guān)注。納米二氧化鈦（同VK-T25F）添不會(huì)與淀粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)淀粉漿液的黏度和黏度熱穩(wěn)定性基本無(wú)影響，能在一定程度上提高變性淀粉漿液對(duì)純棉和滌／棉粗紗的粘附力，對(duì)淀粉的漿膜性能也有一定程度的改善。本文采用掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜（F'F-IR ATR）進(jìn)一步研究了納米二氧化鈦（同VK-T25F）改善淀粉漿液上漿性能的作用機(jī)制。
純變性淀粉漿膜在3351.46 cmI1處有一很強(qiáng)的O—H伸縮振動(dòng)峰，納米二氧化鈦：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％時(shí)，該峰位向低波數(shù)方向移動(dòng)，移至3344．71 cm 處，移動(dòng)了7個(gè)波數(shù)。而當(dāng)納米二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％時(shí)，該峰位又向高波數(shù)方向移動(dòng)了3個(gè)波數(shù)，移至3 347.45 cm 處，但與純淀粉漿膜的峰位相比，波數(shù)還是減少了4 cm。這說(shuō)明納米粒子表面富含的羥基（-OH）和淀粉之間確實(shí)存在著強(qiáng)烈的氫鍵作用，使該峰向低波數(shù)方向移動(dòng)，但是在納米二氧化鈦（同VK-T25F）分散液含量較高時(shí)，此峰位又移動(dòng)的不夠明顯，這說(shuō)明納米顆粒增多了反而可能與淀粉之間的氫鍵作用減弱。
另外，純淀粉漿膜在1 019．33 cm 處有一很強(qiáng)的．c—O伸縮振動(dòng)峰，納米二氧化鈦（同VK-T25F）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1．5％時(shí)該峰仍然在1 019．33 cm 處，沒(méi)有任何移動(dòng)，而納米二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％時(shí)該峰移至1 017．07 cm" 處，有2個(gè)波數(shù)的移動(dòng)。這也說(shuō)明納米粒子和淀粉之間存在著相互作用使該峰向低波數(shù)方向移動(dòng)。從上述現(xiàn)象，可初步認(rèn)為，在納米氧化物粒子和淀粉之間、納米氧化物粒子和棉纖維之間都存在著或強(qiáng)或弱的氫鍵作用。這些氫鍵作用可能來(lái)自納米氧化物粒子表面富含的活性羥基（-OH）與棉纖維和淀粉所含羥基之間的結(jié)合。納米氧化物粒子的加入，使上漿棉纖維體系的氫鍵作用有所加強(qiáng)。納米氧化物粒子表面羥基與棉纖維羥基的結(jié)合，使得在棉纖維之間產(chǎn)生類似“焊點(diǎn)”的作用，從而增加了棉纖維之間的滑移阻力，提高了紗線的強(qiáng)力，此處還可“修復(fù)”纖維的臨界缺陷點(diǎn)。納米氧化物粒子表面羥基與淀粉羥基的結(jié)合，增加了淀粉分子間的作用力，提高了淀粉漿膜的致密性，從而使淀粉漿膜的斷lie強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。納米氧化物粒子對(duì)淀粉分子的作用還可能與其對(duì)淀粉分子鏈中的樹枝狀支鏈起到“梳理”作用，形成類似直鏈的“假直鏈”結(jié)構(gòu)有關(guān)。
3 結(jié) 論
納米二氧化鈦（VK-T25F）能改善淀粉漿料的上漿性能。減少PVA漿料用量是由于該添加劑能加強(qiáng)淀粉分子鏈之間的相互作用，使成膜均勻，漿膜薄弱點(diǎn)減少；使淀粉漿膜表面光滑，耐磨性提高；還能提高淀粉漿液對(duì)紗線的被覆效果。此外還可能與納米二氧化鈦（VK-T25F）表面富含活性羥基，和淀粉及棉纖維上的羥基之間存在或強(qiáng)或弱的氫鍵作用有關(guān)。