二維過(guò)渡金屬碳化物(Ti3C2Tx)對(duì)棉針織物的功能整理及其性能分析

李一飛， 鄭 敏， 常朱寧子， 李麗艷， 曹元鳴， 翟旺宜

(蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院， 江蘇 蘇州 215006)

二維過(guò)渡金屬碳化物邁克烯(MXene)具有良好的導(dǎo)電性和親水性。2011年，Gogotsi等首先使用氫氟酸溶液選擇性刻蝕Ti3AlCl2中的Al原子層，得到超薄的二維納米材料Ti3C2Tx(MXene)[1]，其具有類石墨烯的性能，單層厚度低于1 nm。2014年，Ghidiu等使用LiF和HCl制備出MXene，反應(yīng)條件較為溫和，能產(chǎn)生大量的單層MXene，此方法被廣泛采用[2]。Ti3C2Tx是目前研究最廣泛的一種MXene，其在催化劑載體[3-4]、儲(chǔ)能[2,5]、生化傳感器[6-7]、電磁波屏蔽和吸收[8-9]、復(fù)合材料改性[10]等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。

隨著智能電子產(chǎn)品成為生活的潮流，柔性可穿戴設(shè)備展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。柔性可穿戴設(shè)備中，導(dǎo)電織物是很重要的一類。與塑料、金屬、紙張等基材相比，紡織品作為基材擁有更優(yōu)異的服用性能，可隨意彎曲、拉伸，同時(shí)還有良好的透氣透濕性能，穿戴更加舒適[11]。應(yīng)用于導(dǎo)電紡織品常用的材料有石墨烯[12]、碳納米管[13]、碳納米纖維[14]等導(dǎo)電碳材料，還有納米銀[15]、不銹鋼纖維[16]等金屬材料，以及導(dǎo)電高分子聚苯胺[16]、聚吡咯[18]和聚噻吩[19]。這些導(dǎo)電材料通過(guò)表面沉積和涂覆、混紡編織、原位聚合等方式與纖維或織物結(jié)合，發(fā)揮導(dǎo)電性。相比于上述材料，二維過(guò)渡金屬碳化物Ti3C2Tx應(yīng)用于導(dǎo)電織物上的系統(tǒng)研究鮮有報(bào)道。

本文采用浸軋-預(yù)烘-焙烘工藝，將Ti3C2Tx整理于織物上，得到了柔軟親膚有彈性的導(dǎo)電、抗紫外線織物。研究了后整理?xiàng)l件對(duì)織物導(dǎo)電性能影響的規(guī)律、原理和織物的抗紫外線作用機(jī)制與效果，考察了織物的耐水洗性能、耐摩擦色牢度和透氣性能。制得的兼顧屏蔽紫外線功能的導(dǎo)電織物，在柔性可穿戴電子設(shè)備、智能服裝等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

織物：漂白針織物(紹興孺牛針紡有限公司)，含95%棉、5%氨綸， 面密度為155 g/m2。

試劑：氟化鋰(LiF，99.9%)，阿拉丁化學(xué)試劑有限公司；鹽酸(HCl，36%～38%)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；碳鈦化鋁(Ti3AlC2，99%)，北京華威瑞科化工有限公司；無(wú)水乙醇(C2H5OH，分析純)，永華化學(xué)股份有限公司。

儀器：KQ-2200DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山超聲儀器有限公司)，DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(河南予華儀器有限公司)，JJ200型精密電子天平(上海安亭科學(xué)儀器廠)，DNG-1841A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)，600型均勻軋車(無(wú)錫市頤達(dá)機(jī)械設(shè)備廠)，TGL-16L型高速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)，D/max-ⅢC型X射線粉末衍射儀(日本理學(xué)電擊株式會(huì)社)，EVO18型臺(tái)式電鏡(德國(guó)蔡司公司)，F(xiàn)EI TecnaiG20型透射電子顯微鏡(美國(guó) FEI 公司)，T6型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(北京譜析通用有限責(zé)任公司)，TM3030型臺(tái)式掃描電子顯微鏡(日立公司)，ST-2258C型多功能數(shù)字式四探針測(cè)試儀(蘇州晶格電子有限公司)，UV-1000F型紫外線防護(hù)性能測(cè)試儀(美國(guó)Labshere公司),YG461E-Ⅲ型全自動(dòng)透氣量?jī)x(寧波紡織儀器廠)，MG100V11D型滾筒洗衣機(jī)(美的集團(tuán)有限公司)，571B型摩擦牢度儀(溫州市大榮儀器紡織有限公司)。

1.2 Ti3C2Tx的制備

取1.5 g 氟化鋰加入20 mL 鹽酸(9 mol/L)，于聚四氟乙烯燒杯中攪拌10 min至全部溶解，取Ti3AlC2粉末(粒度為38 μm)1 g在10 min內(nèi)緩緩加入上述溶液中，在40 ℃水浴鍋中磁力攪拌24 h。將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水洗滌至pH值大于5后，分散于100 mL無(wú)水乙醇中，超聲1 h，離心后將沉淀物分散于100 mL去離子水中，超聲30 min。將產(chǎn)物于3 500 r/min離心20 min，獲得上層Ti3C2Tx分散液。

1.3 整理工藝優(yōu)化

先將織物用去污劑洗滌30 min，去除織物表面的雜質(zhì)后烘干。由于Ti3C2Tx在去離子水中分散性良好，成膜性能好，干燥后能在纖維表面形成均勻致密的膜，故采用二浸二軋—預(yù)烘—焙烘工藝整理織物。保持預(yù)烘條件(溫度為80 ℃，時(shí)間10 min)不變,通過(guò)單因素控制變量法設(shè)定不同整理?xiàng)l件：Ti3C2Tx質(zhì)量濃度：2、4、6、8、10 g/L；軋余率：70%、80%、90%、100%、110%；浸漬時(shí)間：5、10、20、30、40 min； 焙烘溫度：120、130、140、150、160 ℃；焙烘時(shí)間：30、60、90、120、150、180 s；整理次數(shù)：1、2、3、4、5。通過(guò)分析Ti3C2Tx的質(zhì)量濃度、軋余率、浸漬時(shí)間及焙烘溫度和焙烘時(shí)間、整理次數(shù)對(duì)導(dǎo)電性能的影響，確定最優(yōu)的整理?xiàng)l件，從而篩選出最佳工藝。

1.4 表征及測(cè)試

采用X射線粉末衍射儀(XRD)對(duì)Ti3C2Tx粉末樣品進(jìn)行表征，以分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)和物相變化，測(cè)試范圍為5°～80°；使用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)Ti3C2Tx及其整理的織物進(jìn)行表征，分析樣品的微觀形貌；使用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)Ti3C2Tx進(jìn)行更細(xì)致的微觀形貌結(jié)構(gòu)表征；借助紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-Vis)表征稀釋到一定濃度的Ti3C2Tx分散液樣品，分析其在紫外-可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光吸收響應(yīng)，測(cè)試波長(zhǎng)范圍為190～500 nm；使用臺(tái)式電鏡對(duì)Ti3C2Tx整理織物進(jìn)行X射線能譜(EDS)和元素面掃表征，測(cè)試樣品表面的各種元素含量及分布情況。

使用四探針測(cè)試儀測(cè)量整理后的織物導(dǎo)電性，每個(gè)樣品測(cè)量5次，取平均值。根據(jù)GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評(píng)定》，用紫外線防護(hù)性能測(cè)試儀分析整理織物的防紫外線性能，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)、長(zhǎng)波紫外線(UVA)、中波紫外線(UVB)數(shù)值與防護(hù)等級(jí)的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。按照GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》，采用全自動(dòng)透氣量?jī)x測(cè)試織物的透氣性。根據(jù)GB/T 8629—2001《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》中的7A程序?qū)椢镞M(jìn)行洗滌并測(cè)試表面電阻。按照GB/T 29865—2013《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》 對(duì)整理織物的耐摩擦牢度進(jìn)行測(cè)試。所有織物在測(cè)試前，均在溫度為(20±2) ℃、相對(duì)濕度為(65±2)%的條件下調(diào)濕24 h。

2 結(jié)果與討論

2.1 Ti3C2Tx的結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

對(duì)刻蝕過(guò)程中不同階段的Ti3C2Tx樣品進(jìn)行XRD測(cè)試，結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯觯涸?θ為39°處的峰為Ti3AlC2的(104)特征峰，經(jīng)過(guò)6 h刻蝕作用后特征峰減?。蛔罱K在24 h刻蝕、超聲作用過(guò)后Ti3AlC2的特征峰基本消失，表明Al原子被充分地去除；同時(shí)，Ti3AlC2在2θ為9.6°處的(002)峰轉(zhuǎn)移到了6.2°附近，這是由于刻蝕和超聲的作用使二維的Ti3C2Tx片在二維平面方向上擴(kuò)展導(dǎo)致的[8]。

2.2 Ti3C2Tx及其整理織物的形貌分析

刻蝕前、刻蝕6 h、刻蝕24 h并超聲后的Ti3C2Tx樣品以及Ti3C2Tx整理織物的掃描電鏡照片如圖2所示。從圖2(a)看出，刻蝕前的Ti3AlCl2顆粒具有特有的三元層狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)LiF/HCl的選擇性刻蝕后，形成了分層結(jié)構(gòu)，層間距明顯增大，如圖2(b)所示。最后經(jīng)過(guò)超聲波使其層與層之間分離，形成二維的片狀結(jié)構(gòu)，如圖2(c)所示。從圖2(d)看出，Ti3C2Tx整理到織物后，沒(méi)有對(duì)織物結(jié)構(gòu)和形貌產(chǎn)生明顯影響，從單根纖維上的分布可以看出，Ti3C2Tx可在纖維表面形成致密的導(dǎo)電層。

圖2 不同刻蝕階段Ti3C2Tx及其整理的織物的SEM照片F(xiàn)ig.2 SEM images of Ti3C2Tx at different phase of etching and Ti3C2Tx treated fabric.(a) Ti3C2Tx before etching; (b) Ti3C2Tx etching for 6 h; (c) Ti3C2Tx etching for 24 h; (d) Ti3C2Tx treated fabric

2.3 Ti3C2Tx納米片的微觀形貌分析

對(duì)制備的Ti3C2Tx納米片進(jìn)行透射電鏡分析，如圖3所示?？梢钥闯觯琓i3C2Tx納米片多為單層，也存在多層的納米片，寬度介于幾百納米到幾微米之間，納米片之間存在輕微堆疊現(xiàn)象。

圖3 Ti3C2Tx納米片的TEM照片F(xiàn)ig.3 TEM images of Ti3C2Tx flakes.(a) Multi-layered Ti3C2Tx； (b) Single layered Ti3C2Tx

2.4 Ti3C2Tx整理織物的元素分析

圖4示出Ti3C2Tx整理1次后織物的EDS-SEM分析結(jié)果。從圖4(a)可以看出，Ti3C2Tx整理織物表面C元素含量最多，其次為Ti、F。可見(jiàn)除纖維本身含有的C元素外，還有Ti3C2Tx中特有的Ti元素，另外還有少量的F元素。從圖4(b)～(e)中可見(jiàn)不同元素在平面上的分布情況，說(shuō)明Ti3C2Tx成功地整理在織物表面，并且在織物上分布均勻。

圖4 Ti3C2Tx整理織物的EDS-SEM分析Fig.4 EDX-SEM analysis of Ti3C2Tx treated fabric.(a) EDS spectrum; (b) EDS-SEM image; (c) Mapping images of Ti; (d) Mapping images of C; (e) Mapping images of F

2.5 整理工藝分析

2.5.1 Ti3C2Tx質(zhì)量濃度對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

控制軋余率為100%，浸漬時(shí)間為30 min，二浸二軋，焙烘溫度為120 ℃，焙烘時(shí)間為60 s，調(diào)節(jié)不同的Ti3C2Tx質(zhì)量濃度對(duì)織物進(jìn)行整理，考察Ti3C2Tx質(zhì)量濃度對(duì)織物導(dǎo)電性的影響，結(jié)果如圖5所示。在2～8 g/L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，織物的表面電阻逐漸降低，質(zhì)量濃度為2～4 g/L時(shí)表面電阻與標(biāo)準(zhǔn)差均偏大，這是因?yàn)橘|(zhì)量濃度過(guò)低時(shí)，Ti3C2Tx難以在織物表面形成連續(xù)而均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，造成不同區(qū)域的導(dǎo)電性會(huì)有明顯的差別。當(dāng)質(zhì)量濃度繼續(xù)升高到6～8 g/L后，表面電阻呈數(shù)量級(jí)的減小，在8 g/L時(shí)達(dá)到最低為2.201 kΩ/□。在8～10 g/L范圍內(nèi)表面電阻值有明顯升高，標(biāo)準(zhǔn)差也有增大，原因是過(guò)高質(zhì)量濃度的Ti3C2Tx分散液黏度較大，流動(dòng)性變差，在短時(shí)間內(nèi)難以進(jìn)入織物內(nèi)部組織，不能很好地與織物相結(jié)合，造成材料在織物表面分布不均勻，從而導(dǎo)致表面電阻的升高。

圖5 Ti3C2Tx質(zhì)量濃度對(duì)織物表面電阻的影響Fig.5 Influence of Ti3C2Txconcentration on surface resistance of fabric

2.5.2 軋余率對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

控制Ti3C2Tx質(zhì)量濃度為8 g/L，浸漬時(shí)間為30 min，二浸二軋，焙烘溫度為120 ℃，焙烘時(shí)間為60 s，調(diào)節(jié)軋余率對(duì)織物進(jìn)行整理，考察軋余率對(duì)織物導(dǎo)電性的影響，結(jié)果如圖6所示?？梢?jiàn)：軋余率低于100%時(shí)，隨著軋余率的增大，表面電阻值逐漸減小；軋余率為100%時(shí)表面電阻為2.229 kΩ/□，隨后表面電阻值的變化趨于平穩(wěn)。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，以100%的軋液率為優(yōu)。

圖6 軋余率對(duì)織物表面電阻的影響Fig.6 Influence of pick-up on surface resistance of fabric

2.5.3 浸漬時(shí)間對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

控制Ti3C2Tx質(zhì)量濃度為8 g/L，軋余率為100%，二浸二軋，焙烘溫度為120 ℃，焙烘時(shí)間為60 s，調(diào)節(jié)浸漬時(shí)間對(duì)織物進(jìn)行整理，分析浸漬時(shí)間對(duì)織物表面電阻的影響，結(jié)果如圖7所示。浸漬時(shí)間為5、10 min的織物表面電阻較高，這是由于浸漬時(shí)間過(guò)短，Ti3C2Tx分散液沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)入到纖維之間的間隙，浸潤(rùn)纖維并使材料在纖維表面沉積，造成織物導(dǎo)電性較差，而且紗線會(huì)出現(xiàn)白芯的現(xiàn)象，致使表面電阻升高。隨著浸漬時(shí)間的增加，表面電阻上升后再下降，最終在40 min時(shí)達(dá)到最低值1.411 kΩ/□?？梢?jiàn)浸漬時(shí)間的增長(zhǎng)有利于導(dǎo)電性的提升，所以選擇40 min為最佳浸漬時(shí)間。

圖7 浸漬時(shí)間對(duì)表面電阻的影響Fig.7 Influence of dipping time on surface resistance of fabric

2.5.4 焙烘溫度對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

控制Ti3C2Tx質(zhì)量濃度為8 g/L，軋余率為100%，浸漬40 min，二浸二軋，焙烘時(shí)間為60 s，調(diào)節(jié)焙烘溫度對(duì)織物進(jìn)行整理后，分析焙烘溫度對(duì)織物導(dǎo)電性的影響，結(jié)果如圖8所示。隨著焙烘溫度的升高，表面電阻先下降后上升?？傮w來(lái)看,不同的焙烘溫度下電阻變化僅存在小范圍的波動(dòng)，造成這種波動(dòng)的原因可能是由Ti3C2Tx納米片層之間的層間水導(dǎo)致的，焙烘溫度的升高會(huì)導(dǎo)致層間水的蒸發(fā)，影響織物表面導(dǎo)電層的導(dǎo)電性從而影響表面電阻值。焙烘溫度為150 ℃時(shí)，電阻較低，為1.855 kΩ/□，且標(biāo)準(zhǔn)差較小。所以選擇150 ℃為最佳焙烘溫度。

圖8 焙烘溫度對(duì)表面電阻的影響Fig.8 Influence of baking temperature on surface resistance of fabric

2.5.5 焙烘時(shí)間對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

控制Ti3C2Tx質(zhì)量濃度為8 g/L，軋余率為100%，浸漬40 min，二浸二軋，焙烘溫度150 ℃，調(diào)節(jié)焙烘時(shí)間對(duì)織物進(jìn)行整理，考察焙烘時(shí)間對(duì)織物導(dǎo)電性的影響，結(jié)果如圖9所示。焙烘時(shí)間在30～150 s范圍時(shí)，電阻在小范圍內(nèi)波動(dòng)；焙烘時(shí)間為180 s時(shí)，織物的表面電阻最低，為1.623 kΩ/□。因此，選擇焙烘180 s為宜。

圖9 焙烘時(shí)間對(duì)表面電阻的影響Fig.9 Influence of baking time on surface resistance of fabric

2.5.6 整理次數(shù)對(duì)織物導(dǎo)電性能的影響

根據(jù)上述對(duì)整理工藝的探討確定最佳工藝：Ti3C2Tx質(zhì)量濃度8 g/L，軋余率100%，浸漬40 min，二浸二軋，焙烘溫度150 ℃，焙烘時(shí)間180 s。并以此工藝重復(fù)整理織物1～5次，整理次數(shù)和Ti3C2Tx負(fù)載量及織物表面電阻的關(guān)系如圖10所示?？梢钥闯觯篢i3C2Tx在織物上負(fù)載量隨整理次數(shù)增加而增加；經(jīng)過(guò)2次整理的織物其表面電阻下降50%左右；第4次整理后織物表面電阻達(dá)到0.602 kΩ/□；第5次整理后織物表面電阻變化不再明顯?？梢?jiàn)整理4次， Ti3C2Tx質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.25%時(shí)織物就能獲得較低的表面電阻。

圖10 整理次數(shù)對(duì)表面電阻與Ti3C2Tx負(fù)載量的影響Fig.10 Influence of finishing times on Ti3C2Txloading(a) and surface resistance of fabric(b)

2.6 織物的防紫外線性能分析

表1示出Ti3C2Tx整理前后織物的防紫外線測(cè)試結(jié)果?？梢钥闯觯唇?jīng)過(guò)Ti3C2Tx整理的原織物UPF值為32.97，UVA、UVB透過(guò)率分別為2.08%、2.87%。根據(jù)GB/T 18830—2009規(guī)定，UPF<40的織物不具備防紫外線效果。經(jīng)過(guò)1次整理過(guò)后，織物的UPF值躍升到354.2，達(dá)到了50+，UVA、UVB透過(guò)率分別為0.31%、0.29%，可以提供非常優(yōu)異的防護(hù)。當(dāng)整理次數(shù)大于2后，織物的UPF值均達(dá)到500，UVA、UVB透過(guò)率低于0.1%。圖11示出整理后織物的紫外線透過(guò)率曲線。結(jié)合圖11可以看出，隨著整理次數(shù)的增加，織物紫外線的透過(guò)率逐漸降低，可見(jiàn)僅2次整理就達(dá)到了防紫外線性能的最高水平。整理后的織物具有紫外線屏蔽的功能，不僅可以應(yīng)用于日用紡織品，也可以應(yīng)用于軍民用航空航天領(lǐng)域。

表1 Ti3C2Tx整理織物的防紫外線性能Tab.1 UV resistance of fabric finished by Ti3C2Tx

圖11 不同Ti3C2Tx整理次數(shù)織物的紫外線透過(guò)率Fig.11 UV transmittance of Ti3C2Tx with different finishing times

圖12 示出Ti3C2Tx的紫外-可見(jiàn)圖譜?？梢钥闯?，Ti3C2Tx在255～350 nm是UV高吸收波段，這可能對(duì)應(yīng)于氧化態(tài)Ti3C2Tx的帶隙能[20]，而且此波段處于UVA和UVB波長(zhǎng)范圍內(nèi)，驗(yàn)證了Ti3C2Tx對(duì)UVA和UVB有很好的屏蔽效果。

圖12 Ti3C2Tx的紫外-可見(jiàn)圖譜Fig.12 UV-vis spectrum of Ti3C2Tx

2.7 織物的透氣性能

不同整理次數(shù)的織物透氣性能如表2所示。

表2 Ti3C2Tx整理織物的透氣性能Tab.2 Breathability of fabric finished by Ti3C2Tx

由于樣品是針織物，紗線線圈之間有大量孔隙，所以未經(jīng)整理的織物透氣率較高，經(jīng)過(guò)1次整理，透氣率有較為明顯的降低，隨著整理次數(shù)增加，透氣率數(shù)值保持一定的下降趨勢(shì)，最終停留在189.2 mm/s。這是由于Ti3C2Tx納米片附著在纖維表面，使纖維直徑增加，纖維之間的縫隙減小，減小了氣流的通路，從而使透氣率下降。可見(jiàn)Ti3C2Tx整理能在一定程度上降低織物的透氣性，但透氣率依然保持較的高水平，表明Ti3C2Tx整理對(duì)服用舒適性的負(fù)面影響有限。

2.8 織物的耐水洗性能

為探究Ti3C2Tx整理織物經(jīng)過(guò)水洗后的導(dǎo)電性能，選取整理1、3、5次的織物經(jīng)進(jìn)行耐水洗性能測(cè)試，結(jié)果如表3所示。1次整理的織物耐水洗性能較差，隨著水洗次數(shù)增加，導(dǎo)電性下降幅度很大，經(jīng)過(guò)20次水洗，表面電阻從2.46 kΩ/□上升到37.45 kΩ/□。分別經(jīng)過(guò)3次和5次整理的織物經(jīng)過(guò)20次水洗后表面電阻均能保持在10 kΩ/□以下，其中以整理5次的織物耐水洗性能最佳，20次水洗后表面電阻依然低于5 kΩ/□。可見(jiàn)增加整理次數(shù)能提升織物的耐水洗性能。這是因?yàn)槎啻握砗螅琓i3C2Tx層層沉積在棉纖維的表面，經(jīng)過(guò)水洗后損失部分表層的 Ti3C2Tx，但剩下的部分依然能保持良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而防止表面電阻大幅下降。

表3 Ti3C2Tx整理織物的耐水洗性能Tab.3 Washing fastness of fabric finished by Ti3C2Tx

另外，Ti3C2Tx納米片表面存在大量的基團(tuán)，如—OH、—O、—F，賦予其良好的親水性，其中一些能與棉纖維上的親水基團(tuán)形成氫鍵，也通過(guò)范德華力吸附在纖維表面。在織物上搭載量較少時(shí)，親水性的Ti3C2Tx會(huì)在水洗作用下脫附到水中，使表面電阻大幅降低。

2.9 織物的耐摩擦色牢度

Ti3C2Tx整理織物分析的耐摩擦色牢度測(cè)試結(jié)果如表4所示?？梢钥闯觯椢锝?jīng)過(guò)Ti3C2Tx整理后，其耐干摩擦色牢度比耐濕摩擦色牢度高1～2級(jí)，此處可歸因于Ti3C2Tx材料的親水性。隨著整理次數(shù)的增加，耐干、濕摩擦色牢度均會(huì)逐漸下降，只是由于多次整理后織物上附著的Ti3C2Tx較多，在摩擦作用下脫附的也相對(duì)較多，使得耐干、濕摩擦色牢度均有一定程度下降。

表4 Ti3C2Tx整理織物的耐摩擦色牢度Tab.4 Rubbing fastness test of fabric finished by Ti3C2Tx

3 結(jié) 論

1)以Ti3AlC2為前驅(qū)體，通過(guò)LiF/HCl刻蝕作用制備了高導(dǎo)電性的二維過(guò)渡金屬碳化物Ti3C2Tx。使用Ti3C2Tx分散液對(duì)棉針織物進(jìn)行浸漬-預(yù)烘-焙烘整理，通過(guò)工藝優(yōu)化優(yōu)選出最佳的整理工藝：Ti3C2Tx質(zhì)量濃度8 g/L，軋余率100%，浸漬時(shí)間40 min，焙烘溫度150 ℃，焙烘時(shí)間180 s。采用最佳工藝重復(fù)整理4次后，織物的表面電阻低至0.602 kΩ/□，可應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備。

2)經(jīng)過(guò)數(shù)次Ti3C2Tx整理織物的防紫外線性能優(yōu)異，UPF值從原織物的32.97上升為500，UVA、UVB透過(guò)率均低于0.1%。整理后的織物能保持良好的透氣性，多次整理后的織物耐水洗性能較好，耐干摩擦色牢度大于耐濕摩擦色牢度。