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利用纱线改性实现的结构色纤维
发布时间:2022-03-25   点击次数:288次

结构色是一种由光与微纳结构相互作用而形成的颜色,具有高亮度、高饱和度等特点,如果形成结构色的微观结构不被破坏,那么结构色将永不褪色。通过结构色的显色方法开发出结构显色的纤维和面料,对降低传统印染造成的污染具有重大意义。

近期,华东师范大学研究团队利用一种喷涂工艺在聚酯(PET)织物的每根纱线内精确组装胶体光子晶体(PC),制备的PC/PET织物具有饱和耐久的颜色、良好的柔软性和高透气性。

研究者开发了两步喷涂工艺。PET织物可以被视为层级多孔结构,纱线之间有大裂缝,纤维有小间隙。在第一次喷洒SiO2胶体溶液时,PET织物表面迅速形成一层薄薄的液膜,然后通过毛细管力将有限体积的胶体溶液完全吸收到多孔纱线中。随着加热过程中溶剂的蒸发,粒子自发沉淀形成液体胶体PC,然后转化为位于纤维之间的固体PC。在随后的PA黏合剂喷涂中,由于相同的毛细管相互作用,PA纳米颗粒也富集在SiO2颗粒填充的PET纱线表面。当样品加热到玻璃化转变温度以上后再冷却到室温时,PA纳米颗粒熔化、固化,并包裹PC结构和PET纱线,最终生成彩色的PC/PET织物。

经验证,该喷涂工艺可生产出结构色均匀、饱和、多样的PC/PET织物。当光的入射角和反射角从0°变化到30°、45°和60°时,红色PC改性织物的反射波长相应地从650 nm变化到605 nm、555nm和503nm。

耐用性测试结果表明,当织物被水洗或洗衣机洗涤时,其颜色保持不变。当对PC改性织物进行更猛烈的操作,如刷洗和超声波处理时,其结构仍保留完好。借助掩膜,可以在该织物上轻松制作树木、花朵和鹿的PC图案。

相关研究以“Precise Assembly of Highly Crystalline Colloidal Photonic Crystals inside the Polyester Yarns: A Spray Coating Synthesis for Breathable and Durable Fabrics with Saturated Structural Colors”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。

(来源:高分子科学前沿)
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