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以溶凝膠對棉織物進行非甲醛系加工其影響因素之研究

以溶凝膠對棉織物進行非甲醛系加工其影響因素之研究. 指導老師：謝松煌 教授 學 生：簡維達. 一、前言. 人們對衣物穿著性能的要求。 甲醛對人體影響。 多元羧酸與纖維素反應，改變織物抗皺性。 溶凝膠技術在紡織界之應用。 奈米 TiO 2 光觸媒經由紫外線照射，可因分解反應而使空氣作用具有防污、抗菌、除臭等功能。. 二、實驗. 2-1 材料與藥品. 棉織物：規格為經支數 40 支，緯支數 40 支，經密 100 ，緯密 80 。

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以溶凝膠對棉織物進行非甲醛系加工其影響因素之研究

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  1. 以溶凝膠對棉織物進行非甲醛系加工其影響因素之研究以溶凝膠對棉織物進行非甲醛系加工其影響因素之研究 指導老師：謝松煌 教授 學 生：簡維達

  2. 一、前言 • 人們對衣物穿著性能的要求。 • 甲醛對人體影響。 • 多元羧酸與纖維素反應，改變織物抗皺性。 • 溶凝膠技術在紡織界之應用。 • 奈米TiO2光觸媒經由紫外線照射，可因分解反應而使空氣作用具有防污、抗菌、除臭等功能。

  3. 二、實驗

  4. 2-1材料與藥品 • 棉織物：規格為經支數40支，緯支數40支，經密100，緯密80。 • 環氧基矽烷：C9H20O5Si，3-Glycidoxypropyl-trimethoxy silane(GOTMS)，97%，ACROS ORGANICS， USA。 • 乙醇：C2H5OH， 99%。 • 鈦酸丁酯：C16H36O4Ti， Titanium(IV) n-butoxide (TTB)， 99%， • ACROS ORGANICS， USA。 • 三乙醇胺：C6H15NO3， Triethanolamine(TEA)。 • 無水乙醇胺：CH2NH2CH2CH2OH， Monoethanolamine， 99%， 試藥級，島久藥品株式會社。 • 檸檬酸：C6H8O7‧H2O， Citric acid(CA)， 分子量210.15g/mole， • First Chemical Co.。 • 次磷酸鈉：NaH2PO2H2O， Sodium Hypophophite(SHP)。 • 分子量105.99g/mole。 • 碳酸鈉：Na2CO3，島久藥品株式會社。 • 磷酸二氫氨：NH4H2PO4，和光純藥工業株式會社。 • 磷酸氫鈉：Na2HPO4，島久藥品株式會社。 • 硫酸鋅：ZnSO4 ˙7H2O，CHONEYE PURE CHEMICALS。 • 幾丁聚醣：Chitosan，70-75%，ALDRICH，中國。

  5. 2-2儀器與設備 • 壓吸機： Rapid Labortex；瑞比股份有限公司，Taiwan。 • 熱處機：Rapid Labortex；瑞比股份有限公司，Taiwan。 • 反應槽設備： • 紅外線光譜儀：FT-IR， Bio-Red Digilab， FTS-3000。 • 能量分散光譜儀：Energy X-ray Dispersive Spectrometer， EDS， Phillips，Philips XL 40 FEG。 • 場發射掃描式電子顯微鏡：Field Emission Scanning Electron Microscope ，Phillips，XL-40FEG。 • 熱差重分析儀：Thermogravimetric Analysis， Perkin Elmer， Pyris 1。 • 電子天平：Preccisa， Dietikon， XB620M。 • 精密熱風循環烘箱：EYELA， WFO-400。 • 抗菌測定裝置： • 攪拌加熱器：

  6. GOTMS溶液 配置 TTB溶液 配置 蒸餾水 溶凝膠製備 (反應1hr) 加入幾丁聚醣 調整pH值 浸漬棉織物 (30min) 熱焙處理(Pad-Dry-Curing) 水洗烘乾 多元羧酸製備 及不同觸媒 浸漬棉/溶凝膠織物 熱焙處理(Pad-Dry-Curing) 水洗烘乾 檢測 (SEM、EDS、TGA、FT-IR、物性、抗菌性) 2-3實驗方法

  7. 2-4檢測與分析 • 紅外線光譜儀分析(FT-IR) • 熱重量分析(TGA)： • 電子顯微鏡觀察(SEM)： • 能量分散光譜儀分析 (EDS)： • 抗菌試驗： • 抗紫外線分析： • 耐水洗監牢度： • 柔軟度測定 • 抗皺測定

  8. 三、結果與討論

  9. 3-1 FT-IR分析 圖1 棉織物經不同pH值加工之FT-IR圖(a：原棉織物，b：pH4，c：pH6，d：pH8，e：pH10 )

  10. 圖2 棉織物經不同濃度之幾丁聚醣加工之FT-IR圖(a：原胚棉織物，b： 2﹪，c：4﹪，d： 6﹪，e：8﹪Chitosan)

  11. 圖3 棉織物經不同觸媒加工之FT-IR圖(a：原胚棉織物，b：Na2CO3，c：Na2HPO4，d：NH4H2PO4，e：ZnSO4˙7H2O)

  12. 圖2 棉織物經不同pH值加工後之TGA圖(a：原棉織物，b：pH4，c：pH6，d：pH8，e：pH10 ) 3-2 TGA分析

  13. 圖3 棉織物經不同濃度之幾丁聚醣加工後之TGA圖(a：原胚棉織物，b：2﹪，c：4﹪，d：6﹪，e：8﹪Chitosan)

  14. 圖 4 棉織物經不同觸媒加工後之TGA圖(a：原胚棉織物，b：Na2CO3，c：Na2HPO4，d：NH4H2PO4，e：ZnSO4˙7H2O)

  15. a b 圖5 加工棉織物之SEM圖(ａ：原棉織物，ｂ：加工棉織物（6% Chitosan，pH8），c：水洗20次之加工棉織物） 3-3 SEM分析 c

  16. 3-4 EDS分析 圖6 加工棉織物之EDS圖(ａ：原棉織物，ｂ：加工棉織物（6% Chitosan，pH8），c：水洗20次 ) a b c

  17. 3-5 抗菌 表1棉織物經不同濃度幾丁聚醣加工後的抗菌分析

  18. 抗菌 表2棉織物經pH值的改變加工後的抗菌分析

  19. 抗菌 表 3棉織物經不同觸媒加工後的抗菌分析

  20. 3-7 抗紫外線 表 4棉織物經不同濃度幾丁聚醣(Chitosan)，改變pH值及不同觸媒加工後的抗紫外線指數

  21. 3-8 水洗 表 5 水洗不同次數之加工棉織物之EDS檢測

  22. 3-9 柔軟度 表6加工棉織物之柔軟性分析

  23. 3-10抗皺性 表 7加工棉織物之抗皺性分析

  24. 四、結論 • 由FT-IR分析，1095~1015cm-1處有少許Si-O-C伸展特性吸收峰，本加工方法能在棉織物上產生少許酯化交鏈反應機構。 • 由TGA 分析，環氧基矽烷與棉織物形成之網狀聚合體，不足於抵抗熱處溫度之破壞，其加工棉織物的裂解溫度會降低。 • 由EDS分析有Si及Ti元素存在，但隨著水洗次數增加Si及Ti元素隨之減少。 • 加工棉織物雖有頗高之抑菌效果，但光觸媒效果差，唯使用NH4H2PO4觸媒時有良好之光觸媒效果。 • 加工後棉織物的抗紫外線指數有增加至16，顯示加工棉織物之表面對抗紫外線有反射之作用，但皆低於15，不具抗紫外線功能。 • 由SEM、EDS、抗菌及抗紫外線分析其加工棉織物部分具有耐洗濯性。 • 柔軟性隨Chitosan濃度變化，pH值的改變及不同的觸媒，不論經向或緯向其柔軟性皆變差。 • 隨pH值增加而加工棉織物抗皺度會下降；Chitosan濃度愈大，其抗縐性越好，皆比原棉織物好。使用不同觸媒加工時，其加工織物之抗皺性皆比原胚差

  25. 參考文獻 • 徐惠美，具環保特性的二氧化鈦，化工資訊，p.76~77(2002)。 • 方國華，應用光觸媒加工新技術開發抗菌防臭機能性紡織品，紡織速報，No.113，p.42~45(2002)。 • 陳聯泰，奈米紡織品之研究發展趨勢與製作實務，紡織園地，No.43，p.15~27(2003)。 • 吳紀聖，奈米光觸媒材料的合成與應用，化工，Vol.50，No.2，p.61~68(2003)。 • 王勝民，新世代的錄色產品－光催化觸媒，化工資訊，p.35~45(2000)。 • 馬振基，奈米材料科技原理與應用，全華科技，台北，p.2-1~2-56，(2003)。 • 郭正次，朝春光，奈米結構材料科學，全華科技，台北，p.2-1~2-9，(2004)。 • Yong-Sik Chung，Kwang-Keun and Jin-Woo Kim，Durable Press and Antimicrobial Finishing of Cotton Fabrics with a Citric Acid and Chitosan Treatment，Textile Res.J，Vol.68，No.10，p.772~775(1998)。 • 陳明和，以 TPMA/CA 混合多元羧酸進行棉成衣之永久免燙加工，染化雜誌，No.177，p. 88~95(1999)。

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