PVC建筑膜材親水表面處理及其性能研究.pdf

1、隨著上海世博會、北京奧運(yùn)會以及廣州亞運(yùn)會等一系列國際盛會的舉辦，PVC建筑膜結(jié)構(gòu)材料在我國得到長足發(fā)展，應(yīng)用越來越廣泛。近年來，環(huán)境污染加劇，作為長期在自然環(huán)境下使用的材料，PVC建筑膜材表面發(fā)粘易玷污，而且清潔困難，這極大地影響了其在膜材領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。1997年，Wang等人發(fā)現(xiàn)在紫外光照射下水在TiO2表面的接觸角由數(shù)十度降為零度，呈現(xiàn)超親水狀態(tài)。眾多學(xué)者后續(xù)研究認(rèn)為，當(dāng)TiO2表面的水接觸角＜15°時，水具有很高的流動性使得薄

2、膜有一定的自清潔效果。同時，銳鈦礦TiO2在紫外光照射下具有良好的光氧化還原性，能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物氧化分解，進(jìn)一步提高薄膜的自清潔效果。因此，采用銳鈦礦TiO2對PVC建筑膜材進(jìn)行表面處理，構(gòu)筑親水表面是實(shí)現(xiàn)膜材防污自清潔的有效途徑。
　　本課題主要通過反相微乳液水熱法制備催化活性優(yōu)良的銳鈦礦TiO2，將自制的銳鈦礦TiO2對PVC建筑膜材進(jìn)行表面處理并對處理后膜材的親水性能展開研究。首先，將微乳液法和水熱法有機(jī)結(jié)合，成功制備催化活

3、性優(yōu)良的銳鈦礦TiO2，研究不同（TBT)∶(H2O）摩爾比對銳鈦礦TiO2的影響;其次，銳鈦礦TiO2表面處理PVC建筑膜材，研究膜材在紫外光照射下的降解行為;最后，在PVC膜材和TiO2之間加入二氧化硅隔離層并研究復(fù)合膜的親水性能。
　　反相微乳液水熱法制備TiO2，調(diào)整反應(yīng)體系中(TBT)∶(H2O)摩爾比，采用X射線衍射、透射電鏡以及熒光光譜等方法對二氧化鈦粉體的物相、結(jié)構(gòu)以及形貌等進(jìn)行表征。分析結(jié)果表明:(1)在一定范圍

4、內(nèi)(TBT)∶(H2O)摩爾比的增加，二氧化鈦的晶粒尺寸先變小，后變大，其平均粒度在18nm～32nm之間。(2)銳鈦礦TiO2的形貌受(TBT)∶(H2O)摩爾比的影響，由無規(guī)則形態(tài)向規(guī)則形貌轉(zhuǎn)變，顆粒尺寸也隨之變均勻。(3)(TBT)∶(H2O)摩爾比為1∶25，銳鈦礦TiO2粉體的光催化活性最好，經(jīng)過2h的10W紫外燈輻照后，亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到92.24％，高于商業(yè)化P25(85.42％)。
　　PVC建筑膜材進(jìn)行二氧化鈦

5、表面處理，研究TiO2對膜材催化降解行為。通過對經(jīng)紫外光輻照后的PVC膜材和TiO2處理后的PVC膜材的重量、表面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面元素等分析可知:紫外光照下銳鈦礦TiO2對PVC膜材的催化降解作用非常明顯。與PVC膜材的降解速率相比(K=0.0171)，處理后的PVC復(fù)合膜降解更快(K=0.0483)，主要原因是二氧化鈦與紫外線起協(xié)同作用加速了膜材的降解。
　　溶膠凝膠法制備SiO2作為隔離層，研究經(jīng)SiO2、TiO2涂覆后，

6、PVC建筑膜材的親水性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)無定形二氧化硅層的涂覆改善了TiO2層和PVC膜材之間的粘結(jié)作用，阻止二氧化鈦對PVC膜材的光催化降解，對膜材起到保護(hù)作用。(2)PVC復(fù)合膜的水接觸角隨著二氧化鈦用量的增加而逐漸變小，當(dāng)二氧化鈦用量為5％時，紫外光照后PVC復(fù)合膜的接觸角降至15°左右。(3)PVC復(fù)合膜的水接觸角隨著紫外光照時間的延長而變小，紫外光照2h后，復(fù)合膜的水接觸角由42.2°降為10.9°。(4)PVC復(fù)合膜的