耐污发光柔性复合材料的制备与性能研究

论文摘要

以纺织纤维为增强体，与低模量、低强度、韧性的高聚物基质材料经过一定成型加工方法制成的纺织纤维柔性复合材料已成为继石材、木料、金属和玻璃之后的第五大建筑材料。其作为建筑材料具有质量轻、安装快捷、节能减耗、建筑外形构造灵活、抵御地震等破坏能力强等优点，在国内外得到广泛地应用。目前，建筑用纺织柔性复合材料主要有PTFE（聚四氟乙烯）纺织柔性复合材料、PVC（聚氯乙烯）纺织柔性复合材料和ETEF（乙烯一四氟乙烯共聚物）纺织柔性复合材料三大类。我国在该类产品的开发及应用上起步较晚，生产技术方面落后于国际水平，现以生产PVC纺织柔性复合材料为主，但是普遍存在力学性能达不到要求、产品无抗污染性能等问题，对于建筑用纺织柔性复合材料的高端产品还主要依赖于进口。因此通过研究，提高现有产品的质量及性能，特别是应用纳米技术开发耐污自洁的建筑用柔性复合材料，对于推广其在国内的应用具有非常重要的意义。本课题采用涂层法制备了PVC柔性复合材料，并研究了各涂层工艺（焙烘温度、涂层厚度、DOP份数、PVC浆料浓度）对PVC柔性复合材料力学性能（拉伸、撕裂、剥离性能）的影响。根据研究结果从中选择使综合力学性能最佳的涂层工艺,即：焙烘温度160℃，涂层厚度0.685mm，增塑剂份数50份，浆料浓度16.7%。此外，还研究探讨了涂层前后织物拉伸和撕裂性能的变化及原因。同时，采用涂层法对PVC柔性复合材料进行表面纳米TiO2及发光材料改性处理，并研究经表面改性后PVC柔性复合材料的耐污、发光、被重复利用以及表面纳米TiO2及发光材料颗粒与PVC柔性复合材料的粘附性能，且探讨分析了各因素（复合涂料涂层层数、纳米TiO2浓度、发光材料与纳米TiO2的质量比P）对PVC柔性复合材料耐污性能的影响，根据研究结果从中选择使PVC柔性复合材料耐污性能最佳的参数，即：涂层层数3层，纳米TiO2浓度1%，发光材料与纳米TiO2的质量比为3。添加掺杂稀土离子的发光材料不仅赋予PVC柔性复合材料夜间自发发光功能，且提高了复合材料表面纳米TiO2的光催化活性，改善了PVC柔性复合材料的耐污性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 柔性复合材料简介
• 1.2 柔性篷盖类复合材料在国内外的发展状况
• 1.3 纺织柔性复合材料的发展趋势
• 1.3.1 仿荷叶效应 （Lotus-effect ）的应用
• 1.3.2 纳米整理技术的应用
• 1.3.3 新型立体织物结构的应用
• 1.3.4 高性能树脂和纤维的应用
• 1.4 纳米材料及稀土铝酸盐发光化合物简介
• 1.4.1 纳米材料涂层简介
• 2简介'>1.4.2 纳米 TiO₂简介
• 1.4.3 稀土铝酸盐发光化合物简介
• 1.5 本课题研究目的和意义
• 1.6 本课题的主要研究内容
• 1.7 本课题的主要创新点
• 2 柔性复合材料的制备原料及方法
• 2.1 柔性复合材料用基础原料
• 2.1.1 增强体基布用原料种类及选择
• 2.1.2 基质用材料的种类及选择
• 2.1.3 其他化学试剂的品种及选择
• 2.2 柔性复合材料的制备方法及选择
• 2.2.1 涂层法
• 2.2.2 压延法
• 2.2.3 贴合法
• 2.2.4 制备方法的选择
• 2.3 涂层浆料配方的设计及制备
• 2.3.1 涂层浆料配方的设计
• 2.3.2 涂层浆料的制备
• 2.4 P VC 柔性复合材料的制备
• 2.4.1 实验原材料
• 2.4.2 制备机理
• 2.4.3 制备工艺及操作
• 2.5 本章小结
• 3 PVC 柔性复合材料力学性能的研究
• 3.1 实验方案设计
• 3.2 PVC 柔性复合材料厚度测试
• 3.2.1 测试标准
• 3.2.2 制备试样
• 3.2.3 测试仪器与方法
• 3.3 PVC 柔性复合材料力学性能研究
• 3.3.1 PVC 柔性复合材料拉伸性能测试
• 3.3.2 PVC 柔性复合材料撕破性能测试
• 3.3.3 PVC 柔性复合材料剥离性能测试
• 3.4 本章小结
• 4 PVC 柔性复合材料表面耐污及发光处理
• 4.1 试验原理
• 2光催化降解原理'>4.1.1 纳米 TiO₂光催化降解原理
• 4.1.2 稀土铝酸盐长余辉材料光致发光原理
• 4.2 PVC 柔性复合材料表面耐污处理
• 4.2.1 试验原料
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 PVC 柔性复合材料表面耐污发光处理
• 4.3.1 试验原料
• 4.3.2 试验仪器
• 4.3.3 试验方法
• 4.4 本章小结
• 5 PVC 柔性复合材料耐污发光性能研究
• 5.1 PVC 柔性复合材料耐污性能测试
• 5.1.1 PVC 柔性复合材料光降解油酸性能测试
• 5.1.2 PVC 柔性复合材料耐沾灰尘性能测试
• 5.1.3 PVC 柔性复合材料光降解亚甲基蓝性能测试
• 5.2 PVC 柔性复合材料发光性能测试
• 5.3 PVC 柔性复合材料光催化降解性能影响因素研究
• 5.3.1 复合涂料涂层层数对 PVC 柔性复合材料光催化降解性能影响测试
• 2浓度对 PVC 柔性复合材料光催化降解性能影响测试'>5.3.2 纳米 TiO₂浓度对 PVC 柔性复合材料光催化降解性能影响测试
• 5.3.3 发光材料对 PVC 柔性复合材料光催化降解性能影响测试
• 5.4 PVC 柔性复合材料重复利用光降解亚甲基蓝性能测试
• 2与发光材料颗粒粘附性能测试'>5.5 PVC 柔性复合材料表面纳米 TiO₂与发光材料颗粒粘附性能测试
• 5.6 本章小结
• 6 总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新点
• 6.3 本论文存在主要的不足
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表文章
• 致谢