1、中國是紡織工業(yè)大國,每年的貿(mào)易額約占全球的25％,然而,巨大的經(jīng)濟(jì)效益并不能掩蓋紡織印染行業(yè)對環(huán)境造成的嚴(yán)重破壞。目前,傳統(tǒng)的紡織印染行業(yè)已經(jīng)成為我國高污染、高能耗和高排放的危害型行業(yè)。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的政策要求,迫切需要發(fā)展一種不同于傳統(tǒng)化學(xué)染料著色的紡織品顯色技術(shù)。因此采用結(jié)構(gòu)色這一綠色環(huán)保的顯色方法對紡織品進(jìn)行著色,降低傳統(tǒng)印染工藝對環(huán)境造成的污染,開發(fā)出一種全新的紡織品顯色方法,具有十分重要的意義。
　　本論文從纖維和

2、面料這兩個紡織品的基本構(gòu)成單元出發(fā),深入探討了結(jié)構(gòu)色纖維及面料的制備方法,微觀結(jié)構(gòu),光學(xué)性質(zhì)及力學(xué)強(qiáng)度等,擬開發(fā)出一種具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及工業(yè)化生產(chǎn)前景的結(jié)構(gòu)色纖維及面料的制備方法,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)毛細(xì)管中膠體微球自組裝法制備光子晶體結(jié)構(gòu)色纖維:以類似纖維狀的毛細(xì)管為模板,通過膠體微球自組裝來驗(yàn)證制備結(jié)構(gòu)色纖維的可行性。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過PS微球自組裝能夠制備得到膠體晶體結(jié)構(gòu)色纖維;并且通過改變微球的尺寸,能輕易

3、調(diào)控結(jié)構(gòu)色纖維的顏色;纖維沿徑向不具有角度依賴性,沿軸向具有虹彩效應(yīng)。毛細(xì)管中膠體微球自組裝的方法驗(yàn)證了制備結(jié)構(gòu)色纖維的可行性,為后續(xù)制備出具有較好力學(xué)性質(zhì),顏色可控的結(jié)構(gòu)色纖維提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)膠體靜電紡絲法制備結(jié)構(gòu)色纖維膜:通過膠體靜電紡絲法,發(fā)展了膠體晶體纖維的快速、大批量的制備方法。研究發(fā)現(xiàn),聚乙烯醇(PVA)包在膠體微球表面,起到粘結(jié)劑的作用,將膠體微球粘起來形成膠體晶體纖維;膠體晶體纖維中微球與微球空隙之間被

4、PVA所填充,導(dǎo)致折射率差異非常小,從而使得制備得到的膠體晶體纖維膜呈現(xiàn)白色;通過水溶解去除掉部分PVA后,纖維膜呈現(xiàn)出明顯的顏色,并且結(jié)構(gòu)沒有破壞,仍然保持纖維形貌;纖維膜的反射光譜和散射光譜都不具有角度依賴性,顏色沒有虹彩效應(yīng),符合人眼的色彩感應(yīng)習(xí)慣。
　　(3)纖維表面涂覆技術(shù)制備結(jié)構(gòu)色纖維:采用類似光纖表面涂覆技術(shù),開發(fā)出在纖維表面涂覆一層結(jié)構(gòu)色涂層來制備結(jié)構(gòu)色纖維的方法。研究發(fā)現(xiàn),纖維表面微球堆積層數(shù)與纖維提拉速度呈現(xiàn)負(fù)

5、相關(guān),與乳液濃度、纖維尺寸呈現(xiàn)正相關(guān);當(dāng)纖維表面微球堆積層數(shù)超過10層的時(shí)候,其光學(xué)性質(zhì)基本穩(wěn)定而不發(fā)生變化;單根纖維沿徑向不具有角度依賴性,沿軸向具有虹彩效應(yīng);通過調(diào)控微球的軟硬度,及纖維表面的親疏水性,在普通滌綸纖維表面涂覆一層無裂痕且力學(xué)性質(zhì)非常好的結(jié)構(gòu)色涂層,從而使得滌綸纖維具有顏色。這種基于普通纖維的結(jié)構(gòu)色涂覆技術(shù)具有很好的實(shí)際應(yīng)用意義及工業(yè)化前景。
　　(4)聚合物相分離方法制備類非晶結(jié)構(gòu)色纖維:通過靜電紡絲相分離技術(shù)

6、,開發(fā)出制備多孔類非晶結(jié)構(gòu)色纖維的方法。研究表明,纖維的顏色來源于結(jié)構(gòu)色;SEM觀察發(fā)現(xiàn),纖維內(nèi)部呈現(xiàn)無序多孔結(jié)構(gòu),通過二維傅里葉變換表明這種無序多孔結(jié)構(gòu)具有徑向的短程有序但長程無序性;制備得到的結(jié)構(gòu)色纖維呈現(xiàn)明顯的藍(lán)色,顏色柔和不刺眼,并且通過顯微角分辨光譜儀進(jìn)行變角度反射光譜測量說明其顏色不具有虹彩效應(yīng)。
　　(5)普通織物表面涂覆制備結(jié)構(gòu)色面料:通過在普通織物表面直接澆鑄的方法,深入研究了快速并且大量的制備結(jié)構(gòu)色面料的可行性

7、。研究發(fā)現(xiàn),軟聚合物微球乳液中無機(jī)納米SiO2/CB顆粒的添加,形成具有折射率差異的周期性結(jié)構(gòu),得到高飽和度高亮度的結(jié)構(gòu)色涂層;納米復(fù)合膠體乳液在織物表面進(jìn)行澆鑄干燥過程中由于咖啡環(huán)效應(yīng),導(dǎo)致邊緣和中間顏色出現(xiàn)偏差;結(jié)構(gòu)色面料具有很好的與水與油顏色穩(wěn)定性;較好的力學(xué)性質(zhì),完全滿足實(shí)際應(yīng)用中的服用性能;具有大面積制備的可行性,并且通過不同的篩網(wǎng)印花模具能夠較容易的制備出具有不同形狀不同顏色的結(jié)構(gòu)色印花涂層。這種織物表面結(jié)構(gòu)色涂層具有非常好