紡織品上靜電自組裝SiO2-PEI薄膜結構生色研究.pdf

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

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結構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材料，研究其表面結構與性質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薄膜的構建及影響其光學特性和結構生色因素的研究：將SiO2納米粒子和 PEI聚電解質交替組裝到織物上以構建結構色薄膜，

3、利用數(shù)碼相機、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構色，研究納米粒子的粒徑、組裝周期數(shù)、觀察角度等因素對結構色的影響，結合薄膜的形態(tài)結構特點，分析結構色的生色機理；
　　3.不同組裝周期SiO2/PEI薄膜形態(tài)結構及組裝過程的研究：應用場發(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動力；
　　4.不同織物上SiO2/PEI薄膜結構生色差異性的研究：對比滌綸和蠶絲織物的

4、結構色，分析兩者的差異及其造成差異的內在因素。
　　研究結果表明：
　　1.纖維/織物表面形態(tài)結構、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構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，薄膜的光學性質和形態(tài)結構共同支持靜電自組裝構建的SiO2/PEI薄膜為有機/無機復合的均一多孔薄膜，其結構生色機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使薄膜形成錯層增長的多孔膜結構，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)