[發(fā)明專利]采用鈦酸四丁酯和殼聚糖對(duì)羊毛纖維進(jìn)行表面改性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210398656.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN102912634A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;張興濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M15/03
• 分類號(hào): D06M15/03;D06M11/46;D06M101/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 張瑞琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種羊毛纖維的改性方法，具體涉及一種采用鈦酸四丁酯和殼聚糖對(duì)羊毛纖維進(jìn)行表面改性的方法。

背景技術(shù)

銳鈦礦相納米二氧化鈦是當(dāng)今備受關(guān)注的寬帶隙半導(dǎo)體氧化物材料,具有優(yōu)良的抗紫外線和抗菌功能，將其與普通紡織材料相結(jié)合，可以保護(hù)人們免受紫外線的侵害，減少疾病傳播，因此具有十分重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。目前，納米二氧化鈦的制備方法主要有溶膠凝膠法、均勻沉淀法、微乳法和水熱法等，其中水熱法具有環(huán)境友好、純度高，制備出的納米顆粒均勻、分散性好，不用高溫灼燒，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

殼聚糖是幾丁質(zhì)脫乙酰化的產(chǎn)物，化學(xué)名稱為β-(1，4)-2脫氧-D-葡萄糖，其分子結(jié)構(gòu)與纖維素相似，呈直鏈狀，極性強(qiáng)，易結(jié)晶，無毒、無污染，具有良好的生物相容性、可降解性和良好的廣譜抗菌性。在特定的條件下，殼聚糖能發(fā)生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、縮合和絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，在醫(yī)藥、食品、化工、水處理、金屬提取和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。殼聚糖在紡織工業(yè)中的應(yīng)用主要是將其配制成整理液對(duì)織物進(jìn)行浸漬、預(yù)烘和焙烘整理，以及在整理液中添加不同性質(zhì)的納米顆粒，以改善羊毛織物的染色、防氈縮、抗紫外線和抗菌等性能。雖然使用的是納米級(jí)顆粒，但在二次應(yīng)用時(shí)極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，使得納米材料的性能不能很好地發(fā)揮出來，而且整理后的織物手感、舒適性等服用性能受到很大影響。

羊毛纖維彈性好，光澤柔和，吸濕性強(qiáng)和保暖性好，作為高檔紡織面料一直備受消費(fèi)者的青睞，由于纖維表面覆蓋有鱗片，因此親水性不好，吸濕排汗速率較低，纖維容易氈縮，染色性能較差，若儲(chǔ)藏不當(dāng)還容易發(fā)生蟲蛀，因此限制了羊毛面料的使用。染色后的羊毛纖維經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的紫外線輻照，會(huì)使纖維上的染料分子吸收光子成為激發(fā)態(tài)，從而導(dǎo)致染料發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，降低染色織物的日曬色牢度。殼聚糖作為一種環(huán)境友好的天然高分子材料，可以顯著改善羊毛纖維的染色性能、防氈縮性能和抗菌性能；納米二氧化鈦能夠賦予羊毛纖維優(yōu)異的抗紫外線和吸濕性能。目前使用鈦酸四丁酯和殼聚糖對(duì)羊毛纖維進(jìn)行水熱改性的相關(guān)技術(shù)還沒有。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種采用鈦酸四丁酯和殼聚糖對(duì)羊毛纖維進(jìn)行表面改性的方法，實(shí)現(xiàn)了直接在羊毛纖維表面負(fù)載納米二氧化鈦和殼聚糖薄膜，解決了現(xiàn)有改性方法得到的羊毛纖維存在的染深色困難、抗菌性較差、耐日曬色牢度低及易氈縮的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，采用鈦酸四丁酯和殼聚糖對(duì)羊毛纖維進(jìn)行表面改性的方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、將羊毛纖維浸泡在碳酸鈉溶液中進(jìn)行預(yù)處理，再將預(yù)處理后的羊毛纖維進(jìn)行洗滌和烘干；

步驟2、配置低分子量的殼聚糖混合溶液；

步驟3、配置前驅(qū)物溶液；

步驟4、將低分子量的殼聚糖溶液加入前驅(qū)物溶液中配置改性溶液；

步驟5、對(duì)改性后的羊毛纖維進(jìn)行后處理，完成羊毛纖維鈦酸四丁酯和殼聚糖改性。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1具體按照以下步驟實(shí)施：

1）稱取羊毛纖維的質(zhì)量；

2）按照1）中羊毛纖維的質(zhì)量稱取碳酸鈉，羊毛纖維與碳酸鈉的質(zhì)量比為1～4：1，量取去離子水，將稱取的碳酸鈉倒入量取的去離子水中，使碳酸鈉充分溶解于去離子水，配置成質(zhì)量體積百分比濃度為0.5g/L～2g/L的碳酸鈉溶液；

3）將1）中稱取的羊毛纖維投入2）中配置好的碳酸鈉溶液中，于40℃~60℃條件下，將羊毛纖維在碳酸鈉溶液中浸泡10min～30min，完成對(duì)羊毛纖維的預(yù)處理；

4）撈取出預(yù)處理的羊毛纖維，再將預(yù)處理的羊毛纖維分別用30℃~50℃丙酮和40℃~50℃無水乙醇溶液各清洗5min～15min，之后再用去離子水漂洗1～3次，最后將洗凈的羊毛纖維置于70℃~80℃條件下烘干。

步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：

1）稱取殼聚糖，殼聚糖與羊毛纖維的質(zhì)量比為1：5～10，配置質(zhì)量百分比濃度為1%～5%的乙酸溶液；

2）將1）中稱取的殼聚糖加入到質(zhì)量百分比濃度為1%～5%的乙酸溶液中，殼聚糖與乙酸溶液的質(zhì)量比為1：100～400，使殼聚糖溶解于乙酸溶液，形成殼聚糖乙酸溶液；

3）分別稱取丁烷四羧酸和次亞磷酸鈉，丁烷四羧酸與羊毛纖維的質(zhì)量比為1：20～50，次亞磷酸鈉與羊毛纖維的質(zhì)量比為1：10～50，分別配置質(zhì)量百分比濃度為0.5%～2%的丁烷四羧酸水溶液和質(zhì)量百分比濃度為1%～3%的次亞磷酸鈉水溶液；