一种光触媒再生纤维素纤维的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种功能性纤维素纤维的制备方法，具体地说，涉及一种具有光触媒功能的再生纤维素纤维的制备方法，属于纤维技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，新型建筑材料、装修和装饰材料等大量进入人们的生活和生产中，醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等挥发性有机物(V0C)也成为室内空气污染的主要物质，极大地威胁着人类的健康生活。这些有害物质会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，降低人体免疫力，长期接触还会引发癌症，甚至会导致基因突变。如果这些有害物质不及时清除掉，会对人们的健康产生极为不利的影响，因此安全环保材料的开发对人们的生活具有非常重要的意义。
[0003]光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，其氧化能力强，化学性质稳定，价廉易得，无毒无害，成为目前世界上最当红的纳米光触媒材料。光触媒在光的照射下，自身不发生化学变化，却可以产生类似光合作用的光催化反应。当其吸收太阳光或其他光源中的能量后，粒子表面的电子被激活，逸离原来的轨道，同时表面生成带正电的空穴。逸出的电子具有强还原性，空穴则具有强氧化性，两者与空气中的水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基，这些氧化力极强的自由基，能降解对人体或环境有害的污染物、臭气、细菌等，使其降解为稳定且无害的水和二氧化碳。
[0004]虽然关于光触媒材料的研究较多，但目前还未见其在再生纤维素纤维行业应用的报道。现有产品中，光触媒在纺织品上的应用多为喷涂和后整理两种方法，公开号为CN101897482A的专利公开了一种光触媒防护服的制作方法，该方法是把光触媒喷涂到基层布料上，烘干后，裁剪、缝合，制作成型。公开号为CN102767074A的专利公开了光触媒面料的制备方法，该方法是用光触媒整理剂对面料进行后整理，使光触媒材料固定在织物层的表面。
[0005]现有技术中直接将光触媒整理剂用喷涂法或后整理法对面料进行后整理，存在以下不足:
(1)光触媒材料在织物上稳定性差，容易脱落或磨损且不耐洗涤，功能持久性差，且会影响纺织品的服用性能；
(2)不能兼顾物理机械性能、纺织加工性能和服用性能好;常规粘胶纤维的吸湿透气性好、穿着舒适的特点；光触媒氧化分解挥发性有机物(V0C)能力强，功能持久性好三方面的特点。
【发明内容】
[0006]本发明为解决现有技术中存在的问题，提供一种光触媒再生纤维素纤维，本发明还提供该纤维的制备方法。
[0007]本发明的发明目的为: (1)本发明制备的光触媒再生纤维素纤维，稳定性好，不易脱落，耐洗涤，功能持久；
(2)本发明制备的纤维具有良好的物理机械性能、纺织加工性能和服用性能，且保留常规粘胶纤维的吸湿透气性好、穿着舒适的特点，同时具备光触媒氧化分解挥发性有机物(VOC)能力强、功能持久性好的优点；
(3)本发明制备的光触媒再生纤维素纤维，具有对醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明显的分解作用，净化空气污染物的功能。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种光触媒再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于:包括制备光触媒乳液、纤维素纺丝粘胶的制备、制备光触媒共混纺丝液。
[0009]以下是对上述技术方案的进一步改进:
所述制备光触媒乳液，将纳米二氧化钛光触媒助剂加入碱液中，加入分散剂，研磨搅拌30min，然后进行超声波分散10?30min，充分分散均匀，得到二氧化钛质量浓度为2?15%的光触媒乳液浆料。
[0010]所述分散剂，为六偏磷酸钠、硅烷偶联剂、CMC、海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠和0P210中的一种或多种复合。
[0011 ]所述分散剂的加入量为光触媒助剂重量的0.2?5%。
[0012]所述纳米二氧化钛光触媒助剂，粒径为<200nm。
[0013]所述碱液，为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为10?110g/l。
[0014]所述纤维素纺丝粘胶的制备，所述纺丝粘胶中甲纤含量为7%?10%，含碱4%?7%。
[0015]所述制备光触媒共混纺丝液，将制得的光触媒乳液，按照其中的光触媒含量相对纺丝粘胶中甲纤0.2?5wt %的加入量，加入到纺丝粘胶中，制备出均匀共混粘胶。
[0016]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
(1)本发明制备的光触媒再生纤维素纤维，具有对醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明显的分解作用，净化空气污染物功能；
(2)本发明通过将纳米二氧化钛光触媒助剂制备成光触媒乳液后添加到粘胶纺丝液中，有效地解决了现有技术中直接将光触媒整理剂用喷涂法或后整理法对面料进行后整理存在的光触媒稳定性差、容易脱落以及不耐洗涤、功能性差等问题。本发明制备的光触媒再生纤维素纤维，是用光触媒助剂与粘胶均匀共混法制备的再生纤维素纤维，光触媒助剂在纤维内部均匀分布，在降解挥发性有机物的过程中，光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物，具有稳定性好，不易脱落，耐洗涤等优点；按GB/T12490-2007中的试验条件AIM进行洗涤10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法进行测试后，对醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等挥发性有机物(V0C)的光催化去除率为30-60% ；
(3)由于本发明的光触媒助剂是用碱液分散后加入到粘胶中，因此其在粘胶纤维中分散性好，与粘胶纤维混合均匀，制得的纤维素纤维，干断裂强度为2.15-2.38cN/dteX，湿断裂强度为1.15-1.35cN/dteX，不仅具有良好的物理机械性能、纺织加工性能和服用性能，还保留了常规粘胶纤维的吸湿透气性好、穿着舒适的特点，同时具备了光触媒氧化分解挥发性有机物(V0C)能力强，功能持久性好的优点，应用更为广泛，具有很好的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0017]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]实施例1一种光触媒再生纤维素纤维的制备方法包括以下步骤:
(1)制备光触媒乳液
将粒径为< 200nm的纳米二氧化钛光触媒助剂加入到10g/l的碱液中，加入光触媒助剂重量0.2%的海藻酸钠进行分散，研磨搅拌30min，然后进行超声波分散lOmin，充分分散均匀，得到质量浓度为2%的光触媒乳液浆料。
[0019](2)纤维素纺丝粘胶的制备
采用纤维素浆柏为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化步骤制得纤维素粘胶溶液，然后再经溶解、脱泡和过滤步骤制得纺丝粘胶;所述纺丝粘胶中甲纤含量为7%?10%，含碱4% ?7% ο
[0020](3)制备光触媒共混纺丝液
将步骤(1)制得的光触媒乳液，按照其中的光触媒含量相对纺丝粘胶中甲纤0.2wt %的加入量，采用纺前注射技术加入到步骤(2)所述纺丝粘胶中，制备出均匀的共混纺丝液。
[0021](4)纺丝及后处理:将上述共混纺丝液，经由95g/l的硫酸、8g/l的硫酸锌和305g/l的硫酸钠组成的凝固浴中纺丝成型，凝固浴温度为38°C。丝束牵伸工艺为:喷丝头牵伸42%，盘间牵伸30%，塑化牵伸10%，然后经过后处理步骤制得1.67dtex X 38mm的光触媒再生纤维素纤维，质量指标为:干断裂强度2.18cN/dtex，湿断裂强度1.35cN/dtex，按GB/T12490-2007中的试验条件AIM进行洗涤10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法进行测试后，对醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等挥发性有机物(V0C)的光催化去除率为30%。
[0022]实施例2—种光触媒再生纤维素纤维的制备方法包括以下步骤:
(1)制备光触媒乳液
将粒径为< 200nm的纳米二氧化钛光触媒助剂加入到50g/l的碱液中，加入光触媒助剂重量1%的硅烷偶联剂进行分散，研磨搅拌30min，然后进行超声波分散15min，充分分散均匀，得到质量浓度为6%的光触媒乳液浆料。
[0023](2)纤维素纺丝粘胶的制备
采用纤维素浆柏为原料，经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化步骤制得纤维素粘胶溶液，然后再经溶解、脱泡和过滤步骤制得纺丝粘胶;所述纺丝粘胶中甲纤含量为7%?10%，含碱4% ?7% ο
[0024](3)制备光触媒共混纺丝液
将步骤(1)制得的光触媒乳液，按照其中的光触媒含量相对纺丝粘胶中甲纤^^%的加入量，采用纺前注射技术加入到步骤(2)所述纺丝粘胶中，制备出均匀的共混纺丝液。
[0025](4)纺丝及后处理:将上述共混纺丝液经由102g/L的硫酸、10.5g/L的硫酸锌和310g/L的硫酸钠组成的凝固浴中纺丝成型，凝固浴温度为40°C。丝束牵伸工艺为:喷丝头牵伸45%，盘间牵伸32%，塑化牵伸8%，然后经过后处理步骤制得1.67dtexX 38mm的光触媒再生纤维素纤维，质量指标为:干断裂强度2.21cN/dteX，湿断裂强度1.28cN/dteX，按GB/T12490-2007中的试验条件AIM进行洗涤10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法进行测试后，对醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等挥发性有机物(VOC)的光催化去除率为45%。
[0026]实施例3—种光触