一种基于石墨烯/聚乙烯醇修饰的无纺布的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运用石墨烯/聚乙烯醇修饰液制备亲水、抗菌、抗静电、吸附等多种功能的无纺布的方法，属于纺织化学技术领域。
【背景技术】
[0002]无纺布又称不织布，因其具有优良的性能而广泛应用于服装家纺、医疗卫生、电子产业、空气净化、污水处理等领域。石墨烯具有良好导电性，同时也是一种理想的无孔吸附剂和抗菌剂，可以被用作新型吸附材料和抗菌材料。
[0003]石墨烯应用于纺织纤维领域制备抗静电、抗菌、吸附等多功能材料是近年来的发展方向，通常的方法是将石墨烯添加到纺丝液中制得含石墨烯的功能纤维，或者采用后整理的方法使石墨烯与纱线或织物发生交联制得功能织物。前种方法仅局限于制备合成纤维，后种方法需要加入交联剂或粘合剂，影响织物的医用、服用性能。
[0004]现有技术中，中国专利公开号CN103469555A，公开日2013年12月25日，发明专利名称为“一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法”，该专利运用石墨烯和水性聚氨酯的混合液浸乳烘整理织物，使织物获得防紫外抗静电石墨烯涂层，该方法简单便捷。但是，具备良好分散性的石墨烯工艺繁琐、产量极低且价格昂贵，想要均匀分散在水相必须经过特殊处理，运用该方法整理织物很难实现产业化。中国专利授权公告号CN203842074U，授权公告日2014年9月24日，发明专利名称为“一种石墨烯伤口敷料”，该专利将石墨烯通过热粘结或化学方法结合到由棉布、纱布或无纺布制成的基底层上，经整理后的织物可长期有效抗菌、防止伤口敷料老化、柔软耐磨。但是，该发明采用的热粘结方法需要高温加热，制备过程能耗高，此外，化学结合法需要使用强酸、氧化剂、催化剂、偶联剂等，制备过程复杂，对环境不友好，经整理后的织物会残留一些对身体有害的化学物质。中国专利公开号CN104383879A，公开日2015年3月4日，发明专利名称为“基于氧化石墨烯修饰的功能性复合纸的制备方法”，该专利将面巾纸浸泡在氧化石墨烯分散液中，取出后铺展在锡箔纸上，烘干，获得结构规整、吸附性好的氧化石墨烯复合纸，该专利具有工艺简单、成本低的优点。但是，专利中的基材一一面巾纸，强度不高，在氧化石墨烯分散液中浸泡后更易发生撕裂，严重影响后续的平铺工艺。此外，制备的复合纸遇水时，未经还原的氧化石墨烯易溶于水，存在氧化石墨烯脱离基材的缺陷。中国专利公开号CN103205890A，公开日2013年7月17日，发明专利名称为“纳米氧化石墨烯改性棉纤维及其抗菌制品的制备”，该专利运用化学结合的方法，使得氧化石墨烯与棉纤维表面的羟基发生交联，获得的棉纤维具有抗菌性高效，耐洗性优异等优点。但是，该专利中使用化学交联剂，工艺相对复杂，同时，该方法仅适用于表面具有活性基团的纤维素纤维，适用范围有限。中国专利公开号CN104328653A，公开日2015年2月4日，发明专利名称为“一种氧化石墨烯衍生物用于纺织品多功能整理的方法”，该专利将氧化石墨烯及其衍生物通过浸烘整理织物，然后将涂布有氧化石墨烯及其衍生物的织物在50~100°C的还原剂溶液中还原，获得柔性导电、抗紫夕卜、拒水织物，该专利的优点是实现了织物的多功能整理。但是，氧化石墨烯及其衍生物易溶于水，其在还原过程中会从织物表面脱落，溶解于还原剂溶液中，从而导致氧化石墨烯的利用率降低，此外，整理过程中使用的阴离子表里面活性剂对环境污染较大。
[0005]可见，在现有技术中，将石墨烯应用于纺织纤维领域，大多价格高昂，部分整理方法针对的纤维品种有限，同时整理过程中不得不使用交联剂、粘合剂，不仅增加了生产成本，而且污染环境。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种运用石墨烯/聚乙烯醇修饰液制备亲水、抗菌、抗静电、吸附等多种功能的无纺布的方法，即将无纺布浸入氧化石墨稀/聚乙烯醇复合修饰液中，烘干，然后将无纺布纤维表面的氧化石墨烯还原，使无纺布纤维表面形成石墨烯/聚乙烯醇薄膜，获得具有亲水、抗菌、抗静电、吸附等多种功能的无纺布。由于将无纺布浸渍于氧化石墨烯/聚乙烯醇复合修饰液中，经烘干以及氧化石墨烯还原后，原本易溶于水的氧化石墨烯和聚乙烯醇均不溶于水，石墨烯和聚乙烯醇紧密附着于无纺布纤维表面，避免了化学交联剂或粘合剂的使用，同时赋予修饰后的无纺布良好的亲水性、抗菌性、抗静电性、吸附性能，为了实现上述目的，其技术解决方案为:
一种基于石墨稀/聚乙稀醇修饰的无纺布的制备方法，所述的制备方法按以下步骤进行:
①将氧化石墨烯分散在蒸馏水中，超声处理，制得氧化石墨烯分散液。
[0007]其中，所述的氧化石墨烯直径为0.5~3 μ m，超声处理时间为l~5min，超声设备功率为300~350w，氧化石墨烯分散液的浓度为3~30mg/ml。
[0008]②将水溶性聚乙烯醇加入到步骤①所得的氧化石墨烯分散液中，在25~90°C条件下搅拌直至聚乙烯醇完全溶解，制得氧化石墨烯/聚乙烯醇复合修饰液。
[0009]其中，所述的聚乙烯醇的分子量为1700~100000 ;复合修饰液中聚乙烯醇的质量分数为4%~16%，氧化石墨烯与聚乙烯醇的质量比为5:95~80:20。
[0010]③将无纺布浸入到经步骤②制备的复合修饰液中，取出后干燥。
[0011]其中所述的无纺布为丙纶或涤纶或锦纶或腈纶或乙纶或氯纶或聚四氟乙烯或聚苯硫醚中的一种，浸渍时长为5~120min，干燥方式可以采用直接烘干或真空干燥或热风干燥。
[0012]④将步骤③所得干燥后的无纺布置于氢碘酸溶液中，在25~40°C条件下使得无纺布纤维表面的氧化石墨烯发生还原反应，同时，无纺布纤维表面的水溶性聚乙烯醇发生凝胶化反应，变为非水溶性。
[0013]其中，所述的氢碘酸溶液包括氢碘酸水溶液或氢碘酸/乙酸溶液，还原反应的时间为 0.5~24ho
[0014]⑤将步骤④所得的经氢碘酸溶液处理后的无纺布用蒸馏水或乙醇洗涤，干燥，得到石墨稀/聚乙稀醇修饰后的无纺布。
[0015]由于采用了以上技术方案，本发明基于石墨烯/聚乙烯醇修饰的无纺布的制备方法，具有以下优点:
I本发明将无纺布浸渍于氧化石墨烯/聚乙烯醇复合修饰液中，经烘干以及氧化石墨烯还原后，原本易溶于水的氧化石墨烯和聚乙烯醇均不溶于水，石墨烯和聚乙烯醇紧密附着于无纺布纤维表面，避免了化学交联剂或粘合剂的使用，同时赋予修饰后的无纺布良好的亲水性、抗菌性、抗静电性、吸附性能。
[0016]2本发明使用的氧化石墨烯，工艺成熟，能够产业化生产，市场上容易获得且价格相对低廉。
[0017]3本发明用以配制复合修饰液的水溶性聚乙烯醇，其分子量可在几千至几万之间任意选取，同时聚乙烯醇可以赋予被修饰的无纺布良好的亲水性。
[0018]本发明制备方法简单、成本低、可修饰的无纺布品种多样、应用价值高。该方法适用于修饰丙纟仑、涤纟仑、锦纟仑、腈纟仑、乙纟仑、氯纟仑、聚四氟乙稀、聚苯硫醚等多种无纺布，该无纺布可应用于服装家纺、医疗保健、空气净化、污水处理、军事等领域。本发明制备方法简单、成本低、适用范围广、应用价值高。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。
[0020]—种基于石墨稀/聚乙稀醇修饰的无纺布的制备方法，所述的制备方法按以下步骤进行: