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Fabrication and Evaluation of Electrospun TiO2 Nanocomposite Fibers for the Development of UV-protective Textile Materials

자외선 차단 소재 개발을 위한 전기방사 TiO2 복합나노섬유의 제조 및 특성

  • Lee, Kyung (Dept. of Clothing & Textiles, Yonsei University) ;
  • Lee, Seung-Sin (Dept. of Clothing & Textiles, Yonsei University)
  • 이경 (연세대학교 의류환경학과) ;
  • 이승신 (연세대학교 의류환경학과)
  • Received : 2010.06.24
  • Accepted : 2010.08.03
  • Published : 2010.11.30

Abstract

This study investigates applying $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticles to polypropylene nonwoven fabrics via electrospinning for the development of UV-protective materials. To fabricate uniform nanocomposite fibers, three types of $TiO_2$ nanoparticles were applied: powder, colloid, and $TiO_2$ coated polymer pellets. $TiO_2$/polyurethane (PU) and $TiO_2$/poly(vinyl alcohol) (PVA) nanocomposite fibers were electrospun and the morphology was examined using a field-emission scanning electron microscope and a transmission electron microscope. Layered fabric systems with electrospun $TiO_2$ nanocomposite fiber webs were developed at various concentrations of $TiO_2$ in a range of the web area density. The effects of $TiO_2$ concentration and web area density on UV-protective properties were examined. When $TiO_2$ colloid was added into a PVA polymer solution, uniform nanocomposite fiber webs in which $TiO_2$ particles were evenly dispersed were produced. Water-soluble PVA nanofiber webs were given a heat treatment to stabilize the electrospun PVA fibrous structure against dissolution in water. $TiO_2$/PVA nanoeomposite fiber webs with 2wt% $TiO_2$ and 3.0g/$m^2$ web area density exhibited an ultraviolet protection factor of greater than 50, indicating excellent UV protection.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단

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