劉璐瑤,何玉瑩,傅茜茜,葛建平

（華東師范大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院 上海市綠色化學(xué)與化工過(guò)程綠色化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200062）

0 引 言

傳統(tǒng)紡織行業(yè)采用大量有機(jī)染料對(duì)纖維及織物進(jìn)行染色,生產(chǎn)出絢麗多彩的紡織品,滿(mǎn)足人們對(duì)美好生活的視覺(jué)需求.令人遺憾的是,有機(jī)染料因其分子結(jié)構(gòu)特性,易在輻照及化學(xué)作用下發(fā)生分子結(jié)構(gòu)變化,從而色彩消退,無(wú)法長(zhǎng)久保存[1-2].人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入工業(yè)時(shí)代之后,紡織業(yè)的飛速發(fā)展產(chǎn)生了大量含有染料的廢水,對(duì)水土環(huán)境造成了嚴(yán)重污染[3-4].因此,人們一直在尋找能夠替代傳統(tǒng)染料的新材料和染整新技術(shù).近年來(lái),光子晶體(photonic crystal,PC)結(jié)構(gòu)生色染整技術(shù)不斷發(fā)展,在涂層、裝飾、染色等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景.光子晶體特有的周期性結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生不依賴(lài)于電磁波吸收的結(jié)構(gòu)色[5-6],因而具有出色的耐久性和穩(wěn)定性.此外,結(jié)構(gòu)生色技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生含有染料的工業(yè)廢水,從根源上杜絕了污染的產(chǎn)生,保護(hù)了自然環(huán)境.因此,發(fā)展光子晶體染整技術(shù),可控高效地制備色彩明亮、穿著舒適的結(jié)構(gòu)色織物,成為化學(xué)、材料、紡織等學(xué)科交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[7-10].

在過(guò)去的十?dāng)?shù)年中,科研人員發(fā)展了包括重力沉降、刮涂膠體和噴涂膠體等在內(nèi)的一系列制備技術(shù)[11-16],力爭(zhēng)在織物表面構(gòu)建有序三維的光子晶體復(fù)合結(jié)構(gòu).例如,浙江理工大學(xué)的邵建中課題組采用重力沉降法,將聚苯乙烯@聚多巴胺核殼膠粒(PS@PDA)沉積在聚酯(polyethylene terephthalate,PET)基材表面,制備出光子晶體復(fù)合的結(jié)構(gòu)色織物[17].該課題組與加州大學(xué)殷亞?wèn)|課題組開(kāi)展合作,發(fā)展了獨(dú)具特色的刮涂技術(shù),將聚苯乙烯(polystyrene,PS)膠粒直接組裝在PET織物的表面,快速、規(guī)?；刂苽涑錾柿聋?、色澤均勻、隨角度變色的結(jié)構(gòu)色織物[18].此外,蘇州大學(xué)的張克勤課題組還發(fā)展了面向結(jié)構(gòu)生色的噴涂技術(shù),他們將苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物P(St-MMA-AA)膠粒、納米碳粉和粘結(jié)劑納米粒子充分混合形成膠體溶液,在壓力作用下噴涂到棉織物表面,快速制得無(wú)角度效應(yīng)的具有非晶光子晶體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色織物[19].最近,本課題組進(jìn)一步探究了膠體噴涂液中溶劑的重要作用,成功地將膠粒組裝控制在紗線(xiàn)內(nèi)部、纖維之間,從而制得色彩飽和、著色牢固、柔軟透氣的結(jié)構(gòu)色織物,解決了結(jié)構(gòu)色織物手感不佳的難題[20].

回顧以往的合成研究,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)PC結(jié)構(gòu)色織物的有效制備,但是這些方法往往避免使用膠體水溶液,轉(zhuǎn)而采用特定的有機(jī)溶劑進(jìn)行膠體前驅(qū)體溶液的調(diào)配.這是因?yàn)樗c膠粒的作用較強(qiáng),其張力較高,相對(duì)某些有機(jī)溶劑揮發(fā)較快,不利于膠粒在基材表面的鋪展、附著和組裝[21-22].有機(jī)溶劑的使用無(wú)形中給PC染色技術(shù)帶來(lái)了新的污染源,增加了廢液的后處理成本.與此同時(shí),有機(jī)溶劑對(duì)高分子膠粒有一定的溶解作用,限制了膠粒材料的選擇.有機(jī)溶劑還會(huì)溶脹、溶解部分化纖織物,損傷纖維的機(jī)械性能和耐久度.

為了解決上述問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色織物的綠色制備,本文將使用水作為溶劑,發(fā)展一步噴涂法,將SiO2膠體水溶液噴涂在PET織物上,獲得SiO2/PET光子晶體結(jié)構(gòu)色織物.通過(guò)調(diào)控組裝溫度、溶液p H值,確定適宜膠粒組裝的最佳條件,在織物表面得到高度結(jié)晶的PC結(jié)構(gòu).通過(guò)引入少量乙醇,降低溶液的張力,有效改善織物表面色彩不均的問(wèn)題.此外,通過(guò)兩種高分子膠粒水溶液的噴涂實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該制備技術(shù)的普適性,也揭示了其廣闊的應(yīng)用前景.本文提供了一種綠色環(huán)保的結(jié)構(gòu)生色新方法,避免了有機(jī)溶劑的大量使用,不僅降低了環(huán)境污染,也降低了生產(chǎn)成本,推動(dòng)了結(jié)構(gòu)色織物實(shí)用化的進(jìn)程.

1 實(shí)驗(yàn)步驟

1.1 膠粒制備

(1)制備SiO2納米顆粒

采用種子生長(zhǎng)法合成單分散的SiO2納米顆粒.主要包括兩個(gè)步驟:第一步,利用氨基酸作為催化劑催化水解正硅酸四乙酯(tetra-ethyl ortho silicate,TEOS),制備粒徑為20 nm左右的SiO2納米顆粒種子;第二步,將種子加入生長(zhǎng)液中繼續(xù)生長(zhǎng),制備尺寸均一的SiO2納米顆粒.以制備粒徑為236 nm的SiO2膠粒為例,首先將0.087 g精氨酸溶解于87 mL水中,磁力攪拌10 min后加入5.55 mL TEOS,隨后升溫至70℃反應(yīng)24 h,即可制得SiO2種子溶液.取上述種子溶液400μL,添加至1 L乙醇、70 mL水和40 mL氨水的混合溶液中,充分混合,然后用注射泵以10 mL/min的速度注入80 mL TEOS,磁力攪拌12 h,可得到直徑為236 nm的SiO2膠粒.離心收集膠體顆粒,并用乙醇洗滌3次,最后超聲分散在乙醇中定容保存,以備后續(xù)使用[23].

(2)制備PS納米顆粒

使用過(guò)硫酸鉀(potassium persulfate,KPS)為引發(fā)劑無(wú)皂乳液聚合制備PS納米顆粒.將0.095 mL丙烯酸和11 mL苯乙烯加入100 mL水中,氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌45 min,隨后加熱至70℃.待溫度穩(wěn)定后,加入KPS水溶液(0.1 g/mL)引發(fā)聚合反應(yīng),在磁力攪拌下反應(yīng)7 h,可得到直徑為228 nm的PS膠粒.通過(guò)離心收集PS膠粒,用水和乙醇的混合液(體積比為1∶3)洗滌3次,最后超聲分散在水中保存,以備后續(xù)使用[24].

1.2 噴涂制備結(jié)構(gòu)色織物

采用一步噴涂法制備結(jié)構(gòu)色織物.首先將SiO2膠粒分散在水中,形成體積分?jǐn)?shù)為16%的膠體溶液作為噴涂溶液.隨后將一定量的膠體溶液(25μL/cm2)加入口徑為0.2 mm的噴槍中,采用0.103 MPa的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)將膠體溶液噴涂在距離噴嘴5 cm處懸掛的織物上.將噴涂后的織物樣品放置于60℃烘箱中進(jìn)行熱處理,待溶劑完全揮發(fā)后即可得到SiO2結(jié)構(gòu)色織物.通過(guò)改變烘箱溫度可探究熱處理溫度對(duì)膠體組裝的影響.

1.3 織物光學(xué)與色彩表征

結(jié)構(gòu)色織物的反射光譜采用海洋光學(xué)Maya 2000 Pro光譜儀測(cè)得,光纖探頭垂直固定于織物樣品平面,使光線(xiàn)入射角和反射角均為0°.結(jié)構(gòu)色織物的反射強(qiáng)度(R)是指織物上隨機(jī)10個(gè)位置測(cè)得的反射強(qiáng)度的平均值.結(jié)構(gòu)色織物的顏色色差包括色差(ΔE *ab)、亮度差(ΔL)、飽和度差(ΔC)、色相差(ΔH),均由三恩馳(3NH)YS3020光柵分光測(cè)色儀在織物表面隨機(jī)選取10個(gè)位置測(cè)得.織物的光學(xué)顯微鏡(optical microscope,OM)圖像通過(guò)暗場(chǎng)模式下的奧林巴斯(Olympus)BXFM反射型顯微鏡收集,采用落射式照明,光源為Olympus TH4-200鹵素?zé)?物鏡放大倍數(shù)為5倍.織物的微觀結(jié)構(gòu)利用飛納(phenom)G2 Pro掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)的背散射電子模式成像表征,工作電壓為5 kV.

2 結(jié)果與討論

結(jié)構(gòu)色織物的噴涂制備主要包括膠體溶液的噴涂、液態(tài)膠體光子晶體中間體的產(chǎn)生及溶劑揮發(fā)形成膠體晶這3個(gè)連續(xù)的過(guò)程.如圖1(a)—(d)所示,合成中采用的黑色PET織物原料在顯微鏡下呈現(xiàn)出同樣的外觀色彩.將16%的SiO2膠體水溶液均勻噴涂在PET織物表面上,可觀察到溶液對(duì)織物的浸潤(rùn),而織物的色彩并未發(fā)生明顯變化.隨著溶劑的不斷揮發(fā),溶液中膠粒的體積分?jǐn)?shù)逐漸升高,膠粒在體系熵增的驅(qū)動(dòng)下自發(fā)析出,并組裝形成紅色的液態(tài)膠體光子晶體中間體.需要指出的是,液態(tài)膠體晶中間體的形成促進(jìn)了膠體組裝,對(duì)于形成色彩飽和的光子晶體結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用[25].當(dāng)溶劑完全揮發(fā)之后,膠粒在織物表面形成高度結(jié)晶且穩(wěn)定的固態(tài)膠體晶結(jié)構(gòu),而黑色PET織物也完全轉(zhuǎn)化為具有SiO2/PET光子晶體復(fù)合結(jié)構(gòu)的綠色結(jié)構(gòu)色織物.

SiO2/PET結(jié)構(gòu)色織物的微觀結(jié)構(gòu)表明,噴涂膠體水溶液的制備過(guò)程可以將膠體材料精準(zhǔn)地組裝在織物紗線(xiàn)內(nèi)部、纖維之間,形成高度結(jié)晶且負(fù)載量可控的膠體晶復(fù)合結(jié)構(gòu).SEM照片(圖1(e)—(g))表明,SiO2膠粒在噴涂作用下既沒(méi)有填充堵塞紗線(xiàn)之間的編織孔,也沒(méi)有形成致密的顆粒膜完全覆蓋住織物的表面,而是在紗線(xiàn)內(nèi)部的纖維之間形成大面積的膠體有序排列結(jié)構(gòu).這是因?yàn)?PET織物具有由“編織孔”和“纖維間隙”構(gòu)成的典型多級(jí)孔隙結(jié)構(gòu);在毛細(xì)作用力的引導(dǎo)下,膠體溶液傾向于進(jìn)入尺寸更小、毛細(xì)作用更強(qiáng)的纖維間隙,并隨著溶劑的揮發(fā)組裝形成膠體光子晶體.這種精準(zhǔn)的膠體組裝不僅有利于形成高度結(jié)晶、色彩飽和的結(jié)構(gòu)色織物,還能避免膠粒的過(guò)度沉積和編織孔的堵塞,最大限度地保留織物的透氣性、柔性和手感.

圖1 SiO2/PET光子晶體結(jié)構(gòu)色織物的制備過(guò)程與結(jié)構(gòu)表征Fig.1 Preparation and characterization of SiO2/PET photonic crystal fabrics

雖然噴涂膠體水溶液能夠獲得結(jié)構(gòu)色織物,但前期研究工作表明,所制備的織物經(jīng)常會(huì)有不同區(qū)域結(jié)構(gòu)色亮度不均的問(wèn)題,影響織物的色彩品質(zhì).通過(guò)對(duì)SiO2/PET織物表面亮色和暗色區(qū)域進(jìn)行深入的結(jié)構(gòu)分析和光學(xué)表征(圖2),可以發(fā)現(xiàn),織物亮色區(qū)域在顯微鏡下常包含大量明亮的綠色紗線(xiàn),具有較強(qiáng)的微區(qū)反射強(qiáng)度,相應(yīng)的膠體堆積結(jié)構(gòu)也十分有序;而織物暗色區(qū)域在相同顯微鏡視野中含有的綠色紗線(xiàn)較少,微區(qū)反射強(qiáng)度較弱,且對(duì)應(yīng)的膠體堆積結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)無(wú)序非晶狀態(tài).上述結(jié)果表明,噴涂膠體水溶液制備結(jié)構(gòu)色織物時(shí),容易造成織物表面不同區(qū)域的差異性膠體組裝,由此導(dǎo)致了光子晶體結(jié)晶度和結(jié)構(gòu)色亮度的不均勻.因此,改善膠體組裝、全面提高基材表面各個(gè)位點(diǎn)的結(jié)晶度就成為發(fā)展“噴涂膠體水溶液綠色制備技術(shù)”的關(guān)鍵課題.

圖2 SiO2/PET結(jié)構(gòu)色織物的結(jié)晶度測(cè)試Fig.2 Crystallinity test on the surface of SiO2/PET fabric

噴涂制備過(guò)程的溫度控制是提高膠體光子晶體結(jié)晶度及結(jié)構(gòu)色亮度的重要手段.為了探究溫度的影響,本實(shí)驗(yàn)采用完全相同的SiO2膠體水溶液和PET織物基材,在30—90℃的7個(gè)溫度下進(jìn)行了平行的噴涂制備實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,熱處理溫度確實(shí)改變了膠體晶的結(jié)晶度.實(shí)物照片顯示出低溫條件下制備的結(jié)構(gòu)色織物具有更高的亮度(圖3).反射光譜峰強(qiáng)的變化則更加定量地展現(xiàn)出上述變化,即溫度從90℃下降至30℃時(shí),反射峰強(qiáng)(R)從17%逐漸增強(qiáng)至27%.這是因?yàn)樗诔合碌姆悬c(diǎn)為100℃,隨著熱處理溫度的降低,水的揮發(fā)速度逐漸減慢,膠粒擁有更多時(shí)間進(jìn)行自組裝,形成更加有序的堆積結(jié)構(gòu), 從而提高了膠體晶的結(jié)晶性與結(jié)構(gòu)色亮度.值得注意的是,除了結(jié)晶度,熱處理溫度還影響到結(jié)構(gòu)色織物的制備效率和制備過(guò)程的可控性.隨著溫度從90℃下降至30℃,溶劑揮發(fā)速度隨之減慢,整個(gè)制備過(guò)程也從2 min延長(zhǎng)至9 min,制備效率大幅降低.當(dāng)溫度較低時(shí),膠體組裝更容易受到濕度的影響;而高濕度進(jìn)一步延緩了揮發(fā)及組裝,進(jìn)而造成無(wú)法產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色的極端情況.綜上所述,60℃是最合理的熱處理溫度,不僅兼顧了制備效率和結(jié)構(gòu)色織物的亮度,也避免了濕度對(duì)膠體組裝的干擾,確保了制備過(guò)程的可控性和重現(xiàn)性.

圖3 熱處理溫度對(duì)膠體晶結(jié)晶度的影響Fig.3 Influence of temperature on crystallinity of PC

SiO2膠體水溶液的p H調(diào)控也是提高膠體晶結(jié)晶度及結(jié)構(gòu)色亮度的有效方法.通常情況下,將多次洗滌后的SiO2膠粒直接分散在去離子水中,形成膠粒體積分?jǐn)?shù)為16%的膠體溶液,會(huì)呈現(xiàn)一定的弱堿性,溶液p H值實(shí)測(cè)為9.7.通過(guò)引入適量的醋酸和氫氧化鈉,可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)膠體溶液的p H值,而不造成膠體的絮凝和沉降.如圖4所示,采用弱酸性的SiO2膠體水溶液進(jìn)行噴涂,制得產(chǎn)物的結(jié)晶度較低,織物表面顏色黯淡、發(fā)白,對(duì)應(yīng)的反射峰強(qiáng)僅為8.2%.隨著膠體溶液的堿性增強(qiáng),結(jié)構(gòu)色織物的顏色也逐漸明亮起來(lái),并在p H值為12.7時(shí)達(dá)到最強(qiáng)的反射峰強(qiáng)(31%).進(jìn)一步增強(qiáng)溶液的堿性并不會(huì)帶來(lái)色彩亮度的繼續(xù)提升,結(jié)構(gòu)色織物轉(zhuǎn)而變暗.上述膠體晶結(jié)晶度及結(jié)構(gòu)色亮度對(duì)膠體溶液pH值的依賴(lài)性主要源于SiO2膠粒的表面電荷特性.眾所周知,SiO2膠粒表面具有大量的硅羥基(Si-OH),而氫的離解使得膠粒表面形成大量的負(fù)電荷[26].弱酸性條件不利于硅羥基中氫的電離,膠粒的表面電荷較少,因而不利于組裝;而弱堿性條件下,膠粒的表面電荷大幅增強(qiáng),膠粒之間的相互作用也隨之增強(qiáng),進(jìn)而促進(jìn)了膠體的有序組裝.過(guò)高的堿性,會(huì)使得溶液的離子強(qiáng)度增高,導(dǎo)致膠粒表面的雙電層壓縮、表面電勢(shì)下降[27],給膠體組裝反而帶來(lái)負(fù)面的影響.綜上所述,將SiO2膠體水溶液的p H值調(diào)整為12.7左右,是最佳的噴涂液條件,可有效提高結(jié)構(gòu)色織物的亮度.

圖4 SiO2膠體水溶液p H值對(duì)膠體晶結(jié)晶度的影響Fig.4 Influence of p H value of the SiO2 colloidal solution on crystallinity of PC

除了結(jié)晶度和亮度,所得膠體晶在織物表面的均勻分布也是噴涂水溶液制備技術(shù)成敗的關(guān)鍵.由于水的張力遠(yuǎn)高于絕大多數(shù)的溶劑,且與SiO2膠粒之間存在較強(qiáng)的相互作用,因而在其揮發(fā)過(guò)程中,膠粒極易隨著溶劑的收縮而局部富集,從而在織物表面形成斑駁的印跡,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)色分布不均.因此,通過(guò)引入少量的乙醇,降低SiO2膠體溶液的張力,有望改善結(jié)構(gòu)色的均勻性.在一系列平行實(shí)驗(yàn)中,可以在織物表面隨機(jī)選取10個(gè)位點(diǎn),以其中1個(gè)位點(diǎn)的測(cè)色數(shù)據(jù)為參考,將其他測(cè)量數(shù)據(jù)與之對(duì)比,以評(píng)估所得樣品的色彩均勻性.如圖5所示,乙醇的引入確實(shí)降低了織物不同區(qū)域之間的色差.當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)從0提升至15%時(shí),Lab色空間中用于表征色差的物理參數(shù)ΔE*ab的波動(dòng)逐漸趨于平緩.進(jìn)一步分析表明,織物的色差主要來(lái)源于飽和度差(ΔC)和亮度差(ΔL),而非結(jié)構(gòu)色的色相差(ΔH).正是乙醇的引入降低了膠體溶液的張力,使其能夠均勻地吸附于織物的不同區(qū)域,從而促成膠體的均勻析出和組裝,降低了結(jié)構(gòu)色亮度差和飽和度差,也就降低了織物的色差.需要指出的是,乙醇的引入會(huì)加快溶劑的揮發(fā),導(dǎo)致組裝時(shí)間縮短,讓膠體晶的結(jié)晶度有所下降;且引入大量乙醇,也有違當(dāng)前研究的初衷.因此,建議在膠體噴涂液中引入5%的乙醇,在不影響結(jié)構(gòu)色亮度的前提下,可有效改善織物上結(jié)構(gòu)色分布的均勻性.

圖5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)結(jié)構(gòu)色均勻性的影響Fig.5 Influence of ethanol volume fraction on the color uniformity of PC fabrics

基于膠體水溶液的一步噴涂法不僅適用于SiO2、ZnO@SiO2、Fe3O4@SiO2、CeO2@SiO2等無(wú)機(jī)膠粒,在聚苯乙烯(PS)、聚多巴胺(polydopamine,PDA)、酚醛樹(shù)脂(phenol-formaldehyde resin,RF)等高分子膠粒的噴涂組裝方面也具有明顯的優(yōu)勢(shì).如圖6所示,采用上述優(yōu)化的噴涂條件對(duì)PS膠粒與SiO2@RF膠粒的水溶液在PET織物表面進(jìn)行噴涂均可獲得色彩飽和的結(jié)構(gòu)色織物.顯微鏡圖像表明,PS/PET織物的微觀結(jié)構(gòu)與SiO2/PET織物十分相似,高分子膠粒在噴涂作用下主要在纖維間隙內(nèi)組裝形成有序結(jié)構(gòu),而不會(huì)堵塞編織孔,維持了織物柔軟透氣的性質(zhì).此外,在SiO2表面包覆酚醛樹(shù)脂獲得的核殼膠粒同樣適用于一步噴涂法獲得結(jié)構(gòu)色織物,進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的普適性.相較于采用有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的噴涂技術(shù),采用膠體水溶液一方面能夠有效避免有機(jī)溶劑對(duì)高分子膠粒的溶脹或溶解作用,保證高分子膠粒的有效組裝,從而極大地拓寬了膠粒的選擇范圍;另一方面,以水作為溶劑不會(huì)影響化纖織物的結(jié)構(gòu)和性能,有望應(yīng)用于不同織物基底的結(jié)構(gòu)色織物制備.

圖6 噴涂高分子膠粒水溶液制備結(jié)構(gòu)色織物Fig.6 Synthesis of structural-colored fabrics by spraying an aqueous solution of polymer colloids

本文討論的一步噴涂法能夠綠色、高效地將膠粒沉積在織物表面形成結(jié)構(gòu)色織物.然而,膠粒和織物纖維之間相互作用力較弱,膠體晶結(jié)構(gòu)在摩擦、揉搓等外力作用下從織物表面脫落,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)色“脫色”.為了解決色牢度的問(wèn)題,可以采用二次噴涂的方法,將丙烯酸酯、聚氨酯等粘結(jié)劑的納米粒子噴涂在織物及膠體晶表面,通過(guò)熱固化形成牢固的復(fù)合結(jié)構(gòu),提高結(jié)構(gòu)色的牢度.受限于篇幅,本文不再展開(kāi)討論,相關(guān)制備過(guò)程在文獻(xiàn)中多有報(bào)道[28-30].

3 結(jié) 論

本文發(fā)展了一種綠色、高效、可控的噴涂制備方法,以SiO2膠體水溶液作為原料,一步制得色彩飽和且均勻的SiO2/PET結(jié)構(gòu)色織物.該噴涂制備過(guò)程可以將膠體材料精準(zhǔn)地組裝在織物紗線(xiàn)內(nèi)部、纖維之間,形成高度結(jié)晶且負(fù)載量可控的膠體晶復(fù)合結(jié)構(gòu).為了解決噴涂膠體水溶液易于產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色亮度不高、不均勻的問(wèn)題,本文針對(duì)性地研究了制備條件對(duì)色彩品質(zhì)的影響.研究結(jié)果表明,采用60℃的熱處理溫度,可兼顧制備效率和結(jié)構(gòu)色織物的亮度;將SiO2膠體水溶液的p H值調(diào)整為12.7左右,可最大化膠粒之間的電荷排斥作用,提高結(jié)構(gòu)色織物的亮度;在噴涂液中引入5%的乙醇,可有效改善織物上結(jié)構(gòu)色分布的均勻性.基于膠體水溶液的一步噴涂法不僅適用于SiO2等無(wú)機(jī)膠粒,也可以推廣至眾多高分子膠粒的結(jié)構(gòu)色織物制備中.綜上所述,該工作提供了一種綠色環(huán)保的結(jié)構(gòu)色織物制備新方法,避免了有機(jī)溶劑的大量使用,不僅降低了環(huán)境污染,也降低了生產(chǎn)成本,促進(jìn)了結(jié)構(gòu)色織物的推廣與應(yīng)用.