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光子晶体具有光子禁带,能够控制光子的传播而产生绚丽的结构色,是一种无需染料的环保型着色方法,在纺织品着色领域具有很大的应用前景。本课题以在纺织品上构建光子晶体结构色为目标,通过制备粒径可控的单分散性聚苯乙烯纳米微球,并应用自组装方法将其组装到纺织品上构建光子晶体结构,通过对纺织品表面光子晶体形貌和结构色的表征,探讨自组装工艺、纺织品表面性质以及纺织品底色对光子晶体结构色的影响,为实现纺织品上制备光子晶体结构色的发展奠定一定的理论和实践基础。本论文主要开展了以下四方面的研究工作:1.采用无皂乳液聚合法,通过调控单体用量、引发剂用量,乳化剂用量和聚合时间,优选了粒径单分散的PSt微球以及P(St-MMA-AA)微球的制备工艺,应用激光粒度仪、场发射扫描电镜(FESEM)和DigiEye数慧眼系统表征了微球的水合粒径、微球和光子晶体的表面形貌、结构色和孔隙率。2.采用重力沉降法、垂直沉降法、离心沉降法在织物上进行自组装,通过评价光子晶体表面形貌和织物表面结构色,优选出适用于纺织品上制备光子晶体的自组装方法。3.采用重力沉降法分别在平纹结构的涤纶、棉和真丝织物进行自组装,通过评价自组装前后织物表面形貌和结构色变化,研究织物表面性质对自组装效果的影响。4.通过表征不同底色涤纶织物自组装前后的反射率曲线和不同入射角下织物表面的颜色变化,研究了织物的色素色底色对光子晶体结构色的影响。研究结果表明:1.采用无皂乳液法可以制备粒径在200-400nm之间的单分散的PSt以及P(St-MMA-AA)微球微球。提高单体用量,微球粒径随之增大;提高引发剂和乳化剂用量,微球粒径逐渐减小。其中,P(St-MMA-AA)微球更适宜用于纺织品自组装工艺。2.重力沉降法可以在较短的时间内在涤纶织物上制备出整齐有序且具有三维面心立方结构的光子晶体,适宜用于纺织品自组装工艺。3.涤纶织物具有一定的拒水性,且织物表面更平整、光滑,纱线以及纤维排列整齐有序,且纤维表面比较光滑,可以自组装获得较好的光子晶体结构色。4.黑色底色有助于体现出光子晶体结构色效果,而白色底色的织物会减弱光子晶体结构色的效果。在入射角增大过程中,色素色所产生的反射率光谱不会产生变化,但光子晶体结构所产生的结构色会向短波方向移动,根据色彩混合的原则,色素色与光子晶体结构色相互作用使得纺织品的色相更加丰富。