以功能纤维PAN纤维和增强纤维PET纤维为原料制备的PAN/PET包芯纱线机织物兼具高效催化活性和优良力学性能。但是其制备过程中的偕胺肟改性处理不仅工艺复杂,而且会消耗过多的能量和水,使制备成本较高。因此选用分子结构含有丰富羧基的海藻短纤维与棉纤维混纺纱作为包芯纱线的包覆材料,仍然以PET长丝作为芯材纺制海藻纤维(ALG)/棉(C)/PET包芯纱线(ALG/C/PET包芯纱线)并织造成网状机织物,可以避免偕胺肟改性处理,有利于制备综合性能优良和低成本的环境催化纺织品。
3.8.3.1 纤维材料的选择
为纺制ALG/C/PET包芯纱线,选择海藻短纤维和棉纤维混纺纱作为包覆材料,而将PET长丝作为芯丝以增强获得的包芯纱的力学性能,三种纤维的性能参数见表3-23。
表3-23 所用纤维的性能参数
3.8.3.2 ALG/C/PET包芯纱线网状机织物的制备
分别通过开松、梳理、并条和粗纱工艺,将海藻纤维与棉纤维纺制成ALG/C粗纱,然后采用赛络纺包芯纱工艺得到ALG/C/PET包芯纱线,最后通过机织工艺将其制成透孔组织织物。ALG/C/PET包芯纱线及其机织物的主要参数见表3-24。
表3-24 ALG/C/PET包芯纱线及其机织物的主要参数
3.8.3.3 ALG/C/PET包芯纱线网状机织物与Fe3+的配位反应(www.daowen.com)
在有和无张力条件下,分别将不同浓度的Fe3+与ALG/C/PET包芯纱线进行配位反应,制备的Fe-ALG/C/PET包芯纱线的QFe和S值如图3-67和图3-68所示。两种方法制备的Fe-ALG/C/PET包芯纱线的QFe值随着Fe3+浓度增加逐渐变大。有张力与无张力条件下得到的ALG/C/PET包芯纱线的QFe几乎相同,这说明,张力是否存在对制备试样的QFe值几乎没有影响。两种试样的收缩率虽然有所差别,但是其收缩率均不高于5%,表明配位反应不会使ALG/C/PET包芯纱线发生严重的收缩,因此在配位反应中不用预加张力,可以降低加工成本。
图3-67 Fe3+浓度与QFe值的关系
图3-68 收缩率与QFe值的关系
3.8.3.4 Fe-ALG/C/PET包芯纱线的催化性能
将有和无张力条件下制备的ALG/C/PET包芯纱线作为非均相Fenton反应光催化剂,用于活性红195的氧化降解反应中,其假一级反应速率常数(k)见表3-25。两种试样存在时,染料降解反应的k值均随着其QFe值的增加而逐渐提高,并且在相同条件下它们的k值较为接近,表明预加张力并不对其光催化性能产生显著影响。
表3-25 有无张力存在条件下制备试样存在时染料降解反应速率常数
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