[發(fā)明專利]提高染色性能和附著牢度的納米二氧化鈦棉纖維改性方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210398677.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102899884A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;朱林林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M11/46
• 分類號(hào): D06M11/46;D06M13/513;D06M10/02;D06M101/06
• 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，涉及一種棉纖維表面的改性方法，具體涉及一種提高染色性能和附著牢度的納米二氧化鈦棉纖維改性方法。

背景技術(shù)

納米二氧化鈦具有高的光催化活性，良好的耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性，可以用作催化劑及其載體、納米敏感材料和納米陶瓷功能材料等。納米二氧化鈦顆粒極易產(chǎn)生團(tuán)聚，導(dǎo)致光催化活性大幅度地降低。因此合成單分散、高質(zhì)量的納米二氧化鈦成為人們研究的重點(diǎn)。目前制備納米二氧化鈦的方法主要有溶膠凝膠法、均勻沉淀法、微乳法和水熱法等，其中水熱技術(shù)表現(xiàn)出了較為寬廣的發(fā)展前景，這是因?yàn)榉磻?yīng)發(fā)生在密閉的系統(tǒng)中，沒(méi)有其它雜質(zhì)的引入，制備時(shí)溫度低、時(shí)間短，得到的納米二氧化鈦顆粒純度高、分散性好、顆粒均勻、晶粒發(fā)育完整、形狀可控，而且能夠得到理想的化學(xué)計(jì)量組成材料。棉纖維以其優(yōu)良的透氣和舒適性能備受人們喜愛(ài)，但是不具有抵抗紫外線能力，也沒(méi)有抗菌性能，因此使用受到很大程度的限制。

目前采用水熱法使用硫酸鈦、尿素、殼聚糖和分散劑對(duì)棉纖維進(jìn)行納米二氧化鈦改性，再使用偶聯(lián)劑對(duì)包覆的納米二氧化鈦顆粒進(jìn)行偶聯(lián)增強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)還沒(méi)有。納米材料在紡織工業(yè)中的應(yīng)用主要是通過(guò)共混紡絲和后整理兩種方法實(shí)現(xiàn)的。共混法的缺點(diǎn)是納米顆粒的制備過(guò)程較為復(fù)雜，顆粒容易團(tuán)聚，包埋在纖維內(nèi)部的納米顆粒不能與氧氣和水分接觸，功能不能很好的發(fā)揮出來(lái)。使用粘合劑后整理雖然比較簡(jiǎn)單，但是粘合劑對(duì)納米顆粒也會(huì)形成包裹，影響了織物手感等服用性能。使用硫酸鈦和尿素對(duì)棉纖維進(jìn)行改性，雖然能夠在棉纖維表面包覆一層納米二氧化鈦顆粒薄膜，但是在染色過(guò)程中納米二氧化鈦薄膜會(huì)阻礙染料分子與棉纖維的結(jié)合，使得棉纖維上染百分率和染色深度都不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高染色性能和附著牢度的納米二氧化鈦棉纖維改性方法，解決了納米二氧化鈦包覆棉纖維染色性能不好、納米二氧化鈦與棉纖維結(jié)合牢度不高的問(wèn)題，還賦予棉纖維抗紫外線、抗菌的性能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，提高染色性能和附著牢度的納米二氧化鈦的棉纖維改性方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、對(duì)棉纖維進(jìn)行預(yù)處理；

步驟2、配置改性溶液，并采用水熱法對(duì)棉纖維進(jìn)行改性處理；

步驟3、對(duì)改性后的棉纖維進(jìn)行后處理。

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：

稱取棉纖維，并將稱取的棉纖維依次浸泡在體積濃度為80%~90%的丙酮、無(wú)水乙醇和去離子水中，于50℃~70℃條件下分別超聲振蕩清洗10min～20min，撈取出清洗干凈的棉纖維后于70℃~90℃條件下烘干，得到預(yù)處理的棉纖維。

步驟1中采用的超聲波頻率為28KHz，功率為100W。

步驟2具體按照以下步驟實(shí)施：

1）按照步驟1得到的預(yù)處理后的棉纖維質(zhì)量稱取硫酸鈦，預(yù)處理后的棉纖維與硫酸鈦的質(zhì)量比為3：4～8；

2）按照1）中稱取的硫酸鈦稱取尿素，硫酸鈦和尿素的質(zhì)量比為2～6：1～5；

3）稱取去離子水，將1）中稱取的硫酸鈦溶解于去離子水中，硫酸鈦和去離子水的質(zhì)量比為1：20～40，配置成硫酸鈦溶液，再將2）中稱取的尿素加入到硫酸鈦溶液中，劇烈攪拌，得到混合溶液；

4）按照1）中棉纖維質(zhì)量的5%～10%稱取殼聚糖，按照1）中棉纖維質(zhì)量的4%～8%稱取十六烷基三甲基溴化銨，將稱取的殼聚糖加入3）中配置好的混合溶液中，待殼聚糖溶解后加入稱取的十六烷基三甲基溴化銨，形成改性溶液；

5）將步驟1中清洗干凈的棉纖維浸漬在4）中配置好的改性溶液中，浸漬15min～30min；

6）將經(jīng)5）浸漬過(guò)改性溶液的棉纖維放入高溫高壓反應(yīng)釜中，并向高溫高壓反應(yīng)釜中倒入改性溶液，用去離子水填充使改性溶液的體積為高溫高壓反應(yīng)釜體積的60%～80%，密封高溫高壓反應(yīng)釜后，將高溫高壓反應(yīng)釜放置于均相反應(yīng)器中，在120℃～150℃條件下恒溫處理2h～4h；

7）待反應(yīng)結(jié)束后取出棉纖維，將改性后的棉纖維分別用無(wú)水乙醇和去離子水各浸泡10min～20min，最后于70℃~90℃條件下烘干，得到改性后負(fù)載納米二氧化鈦的棉纖維。

步驟2中采用的殼聚糖是脫乙酰度為86%、分子量小于2000的殼聚糖。

步驟3具體按照以下步驟實(shí)施：

1）按照體積比1：4～8分別量取無(wú)水乙醇和去離子水，將無(wú)水乙醇倒入去離子水中配置成乙醇溶液，稱取乙醇溶液的質(zhì)量；