[00375022]高分散纳米二氧化钛的低温制备方法及纺织功能化整理关键技术

该项目属于纺织化学与染整技术领域。近年来纳米技术在功能纺织品中的开发应用已引起了人们广泛关注，如何在低温条件下制备分散性好、生长易于控制并能与纤维产生坚牢结合的纳米氧化物粒子是其在纺织品中能否应用的关键，但尚未见成功开发纳米复合多功能纺织品的加工技术和产业化生产的相关报道。上海工程技术大学与上海龙头家纺有限公司、上海汽车地毯总厂有限公司合作，以技术发明和创新为基础，集成多方科研与产业化优势，开发了改性纳米二氧化钛在纺织品功能整理上的加工应用技术，解决了纳米粒子在纤维上的均匀分散及其与纤维坚牢结合的问题，并初步实现了纳米复合多功能纺织产品的产业化生产。该成果得到了上海市科技发展基金纳米专项、上海市教委科研创新项目和上海工程技术大学科研项目的资助，已通过鉴定和验收。主要创新点有：在过量水体系条件下低温制备了锐钛矿型TiO<,2>水溶胶，并创新性地利用汽蒸热晶化处理方式对TiO<,2>溶胶进行低温结晶，获得了晶型完整、高结晶度和高催化活性的纳米TiO<,2>粉体或薄膜。这种低温汽蒸热晶化处理的方法无须经过高温烧结，可在不耐高温的基材上进行涂膜，从而拓宽了纳米TiO<,2>的应用领域。通过掺杂金属与非金属离子到低温制备的纳米TiO<,2>的晶格中或负载到TiO<,2>表面上，可在TiO<,2>中引入缺陷或改变结晶度，使掺杂后的TiO<,2>禁带宽度变窄，影响光生电子与光生空穴的复合，并在可见光条件下也可激发其产生光催化能力，拓宽了TiO<,2>的光响应范围。采用新型的汽蒸处理方式，在无分散剂存在的情况下，能控制TiO<,2>的生长和水解反应，使其粒子在棉织物上均匀分散，不易团聚，结晶强度高于传统的焙烘和水热整理工艺，且与纤维结合有一定的坚牢度。同时，针对不同的纤维和功能要求，研发了改性纳米二氧化钛在纺织品上的可行整理工艺，确定了产业化关键技术参数，开发了耐久光触媒功能性纺织品，解决了光催化纺织产品劣化问题，使整理织物性能、加工方法与实际生产之间得到了较好的相互印证。该项目开发的纳米功能纺织品，经检测其性能达到了国际AATCC和国家纺织品检测机构标准。经专家技术鉴定和科技查新，该项目属于国内首创，具有新颖性和实用性，达到了国际先进水平。项目核心技术已获国家发明专利授权5项，发表高水平论文30余篇，SCI、EI收录近10篇，培养硕士生8名，并获得了上海市优秀发明选拔赛金奖2项，2012年香港桑麻纺织科技奖1项(中国纺织工程学会主办)等。该项目成果已在上海龙头家纺有限公司、上海汽车地毯总厂有限公司等企业中进行了一定的推广应用，开发了高性能纳米光触媒复合多功能系列的窗帘、家用床上用品及轿车成型地毯、车用脚垫等，初步完成了工业化生产工艺的设计，并能在常规的工艺设备上形成产业化生产能力。该项目成果近三年累计新增产值近1400万元，新增新增利润250多万元，产品质量符合用户要求，客户反馈信息良好，扩大了纺织品的应用领域，提高了产品附加值，增强了国际市场竞争力，取得了较可观的经济和社会效益。