一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法与流程

本发明涉及纺织面料
技术领域：
，尤其是涉及一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法。
背景技术：
棉麻纺织面料是由棉和麻交织的布料，具有较多的优点，例如棉麻面料透气性好，身体出汗后，能够及时随着空气散发到面料的外部；质地柔软，冬暖夏凉，舒适性好，适合贴身穿着；抗静电、不起球、不挫起、不卷边，棉麻布是用纯棉缝制，不带自由电荷，棉纤维不易变形，不起球；自然环保，从种植到手织成布，不使用农药和化学染剂，纺织品不含甲醛、偶氮等化学重金属离子，完全符合欧共体纺织品生化标准规定的“禁用致癌-偶氮染料”的要求，真正的绿色生态纺织珍品；还能改善睡眠，使用棉麻使人体产生温热效应，增加人体的微循环系统，有效的调节神经系统，疏通经络，改善睡眠质量。在下雨天气时，棉麻面料的衣物被雨水淋湿后较容易吸水，使衣物紧贴在身体上，不仅造成舒适感下降，还容易使人感冒。技术实现要素：本发明是为了克服现有技术棉麻面料容易吸水的问题，提供一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡4～8h，取出后进行蒸气处理20～30min；2)将3～5g羧甲基壳聚糖加入100～150ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.2～0.5g高碘酸钠，升温至50～60℃，搅拌反应1～2h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.01～0.03mol盐酸催化剂，加热至70～80℃，反应3～5h；4)步骤3)中反应完毕后，加入2～3gsio2微米颗粒和1～2gzno微米颗粒，在30～35℃的条件下超声搅拌10～20min，升温至40～50℃，加入1～2gti(so4)2和0.2～0.3g硅烷偶联剂，超声搅拌20～30分钟，静置8～20h；5)取出棉麻纺织面料，在紫外线下辐照处理10～20min，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-10～-5℃环境中放置5～8min，再在40～50℃环境中放置10～15min，如此高低温交替进行3～5次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗2～5min，干燥得到超疏水纺织面料。本发明先对棉麻面料进行浸泡处理，除去棉麻面料上的杂质颗粒，再在蒸气的条件下进行处理，使组成棉麻面料的纤维之间开松，使用高碘酸钠氧化羧甲基壳聚糖，使羧甲基壳聚糖上的羟基氧化为醛基，羧甲基壳聚糖上的醛基与棉麻纤维上具有较强反应活性的羟基发生反应，从而将羧甲基壳聚糖接枝在棉麻布料上，然后再加入氧化锌和二氧化硅微米颗粒，二氧化硅和氧化锌表面的羟基与羧甲基壳聚糖上未参加反应的醛基发生反应，从而将二氧化硅和氧化锌连接在棉麻纤维上，氧化锌接枝到棉麻纤维上具有抑菌杀菌的作用，二氧化硅接枝到棉麻纤维上利用其具有的吸附性能，能够将身体上出的汗液蒸气和表皮细胞代谢排出的物质吸附，从而具有护肤的作用；ti(so4)2发生水解生成纳米二氧化钛，一部分纳米二氧化钛沉积在微米二氧化硅和微米氧化锌表面，形成微米-纳米结构，大大增加纤维表面的粗糙度，形成类似荷叶表面的微米-纳米级别仿生结构，使面料具有疏水特性；另一部分ti(so4)2水解生成的纳米二氧化钛沉积在纤维表面，有利于提高纤维表面的粗糙度，进一步提高面料的疏水性，这里需要说明的是通过ti(so4)2水解生成的纳米二氧化钛沉积在纤维表面相比直接向溶液中添加纳米二氧化钛具有较大的优势，ti(so4)2水解生成的纳米二氧化钛的沉积作用能够使纳米二氧化钛在纤维表面分散的更加均匀，另外纳米二氧化钛与棉麻纤维结合的强度也更强；硅烷偶联剂能够增加纳米二氧化钛表面的活性，提高纳米二氧化钛与棉麻纤维连接强度，纳米二氧化钛不易从棉麻纤维上脱落；接枝在棉麻纤维上的羧甲基壳聚糖对沉积在棉麻纤维表面的纳米二氧化钛起到固定作用，分散在棉麻纤维表面的纳米二氧化钛嵌入羧化壳聚糖中，从而起到一定的固定作用，进一步使分散在棉麻纤维表面的纳米二氧化钛不易从棉麻纤维上脱落；步骤1)中蒸气处理后的棉麻面料，棉麻纤维之间比较开松，从而更好使羧化壳聚糖、微米粒子和纳米粒子进入棉麻面料的内部；紫外线的照射下，有利于提高棉麻表面的活性，使偶联剂接枝在棉麻纤维上，从而使纳米二氧化钛充分与棉麻纤维连接，纳米级别的二氧化钛又具有吸收紫外线和散射紫外线的功能，由于在紫外线对棉麻纤维照射过程中，棉麻纤维上不同区域的位置受到的紫外线辐照强度不同，二氧化钛将吸收的紫外线散射到四周，从而使棉麻纤维上受到的紫外线辐照均匀，使棉麻织物上疏水均匀性得到提高，提高产品质量，利用纳米二氧化钛吸收紫外线的功能还能够防止皮肤被紫外线损伤。作为优选，所述步骤1)中蒸气温度为90～100℃。作为优选，所述步骤4)中sio2微米颗粒的粒径为10～20μm，所述氧化锌微米颗粒的粒径为60～80μm。sio2微米颗粒和氧化锌微米颗粒的大小不同，能够增加棉麻纤维表面的粗糙度，进一步提高棉麻面料的疏水性。作为优选，所述所述步骤4)中硅烷偶联剂为kh550、kh560、kh570、kh792、dl602硅烷偶联剂中的一种或几种。作为优选，所述步骤5)中紫外线为长波紫外线，紫外线波长为350～400nm。本发明选择长波紫外线对棉麻面料进行辐照处理，长波紫外线的波长在350～400nm之间能够对棉麻纤维织物具有较好的穿透作用，能够使面料中的棉麻纤维充分活化。因此，本发明具有如下有益效果：本发明利用微米-纳米二级结构和棉麻纤维表面的纳米二氧化钛，增加多层次纤维表面微观形貌，增大棉麻纤维表面的粗糙度，从而使棉麻织物具有较好的疏水性能；化锌接枝到棉麻纤维上具有抑菌杀菌的作用；二氧化硅接枝到棉麻纤维上利用其具有的吸附性能，能够将身体上出的汗液蒸气和表皮细胞代谢排出的物质吸附，从而具有护肤的作用。附图说明图1为本发明实施例1制备的棉麻面料与水滴接触的形貌图。具体实施方式下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡4h，取出后放入蒸汽罐进行蒸气处理20min，蒸气温度为90℃；2)将3g羧甲基壳聚糖加入100ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.2g高碘酸钠，升温至50℃，搅拌反应1h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.01mol盐酸催化剂，加热至70℃，反应3h；4)步骤3)中反应完毕后，加入2gsio2微米颗粒和1gzno微米颗粒，其中sio2微米颗粒的粒径为10μm，氧化锌微米颗粒的粒径为60μm，在30℃的条件下超声搅拌10min，升温至40℃，加入1gti(so4)2和0.2gkh550硅烷偶联剂，超声搅拌20分钟，静置8h；5)取出棉麻纺织面料，在长波紫外线下辐照处理10min，紫外线波长为350nm，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-10℃环境中放置5min，再在40℃环境中放置10min，如此高低温交替进行3次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗2min，干燥得到超疏水纺织面料。实施例2一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡5h，取出后放入蒸汽罐进行蒸气处理23min，蒸气温度为90℃；2)将3.5g羧甲基壳聚糖加入100ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.3g高碘酸钠，升温至52℃，搅拌反应1h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.01mol盐酸催化剂，加热至75℃，反应3.5h；4)步骤3)中反应完毕后，加入2.2gsio2微米颗粒和1.5gzno微米颗粒，其中sio2微米颗粒的粒径为10μm，氧化锌微米颗粒的粒径为60μm，在32℃的条件下超声搅拌12min，升温至45℃，加入1gti(so4)2和0.2gkh560硅烷偶联剂，超声搅拌25分钟，静置10h；5)取出棉麻纺织面料，在长波紫外线下辐照处理14min，紫外线波长为360nm，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-10℃环境中放置6min，再在45℃环境中放置12min，如此高低温交替进行3次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗3min，干燥得到超疏水纺织面料。实施例3一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡6h，取出后放入蒸汽罐进行蒸气处理25min，蒸气温度为96℃；2)将4g羧甲基壳聚糖加入120ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.35g高碘酸钠，升温至55℃，搅拌反应1.5h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.02mol盐酸催化剂，加热至76℃，反应4h；4)步骤3)中反应完毕后，加入2.3gsio2微米颗粒和1.6gzno微米颗粒，其中sio2微米颗粒的粒径为15μm，氧化锌微米颗粒的粒径为70μm，在33℃的条件下超声搅拌16min，升温至47℃，加入1.5gti(so4)2和0.25gkh570硅烷偶联剂，超声搅拌28分钟，静置12h；5)取出棉麻纺织面料，在长波紫外线下辐照处理15min，紫外线波长为370nm，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-8℃环境中放置7min，再在46℃环境中放置13min，如此高低温交替进行4次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗3.5min，干燥得到超疏水纺织面料。实施例4一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡7h，取出后放入蒸汽罐进行蒸气处理28min，蒸气温度为100℃；2)将4.5g羧甲基壳聚糖加入150ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.4g高碘酸钠，升温至57℃，搅拌反应2h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.03mol盐酸催化剂，加热至78℃，反应4.5h；4)步骤3)中反应完毕后，加入2.5gsio2微米颗粒和1.8gzno微米颗粒，其中sio2微米颗粒的粒径为20μm，氧化锌微米颗粒的粒径为80μm，在34℃的条件下超声搅拌18min，升温至48℃，加入2gti(so4)2和0.3gkh792硅烷偶联剂，超声搅拌29分钟，静置16h；5)取出棉麻纺织面料，在长波紫外线下辐照处理18min，紫外线波长为380nm，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-5℃环境中放置7min，再在48℃环境中放置14min，如此高低温交替进行5次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗4min，干燥得到超疏水纺织面料。实施例5一种超疏水棉麻纺织面料的制备方法，包括以下步骤：1)将棉麻纺织面料放入水中浸泡8h，取出后放入蒸汽罐进行蒸气处理30min，蒸气温度为100℃；2)将5g羧甲基壳聚糖加入150ml去离子水中，搅拌溶解，然后加入0.5g高碘酸钠，升温至60℃，搅拌反应2h，得到反应液；3)将棉麻纺织面料浸入步骤2)的反应液中，然后加入0.03mol盐酸催化剂，加热至80℃，反应5h；4)步骤3)中反应完毕后，加入3gsio2微米颗粒和2gzno微米颗粒，其中sio2微米颗粒的粒径为20μm，氧化锌微米颗粒的粒径为80μm，在35℃的条件下超声搅拌20min，升温至50℃，加入2gti(so4)2和0.3gdl602硅烷偶联剂，超声搅拌30分钟，静置20h；5)取出棉麻纺织面料，在长波紫外线下辐照处理20min，紫外线波长为400nm，然后再室温条件下干燥；6)将干燥后的棉麻纺织面料在-5℃环境中放置8min，再在50℃环境中放置15min，如此高低温交替进行5次；7)将步骤6)高低温处理后的棉麻纺织面料浸入去离子水清洗5min，干燥得到超疏水纺织面料。对比例1对比例1与实施例1的区别在于步骤4)中没有加入ti(so4)2。性能测试：取一小块棉麻面料粘贴在载玻片表面，再将载玻片放在型号为jy-82b视频接触角测量仪的样品台固定，将体积为3μl水滴滴到样品表面，通过测量三相交界处自固液界面经液滴内部至汽液界面之夹角，即为测量的静态接触角。在样品表面不同位置重复测量3次，取平均值；实施例1～5与对比例1的静态接触角的平均值如下表所示：接触角平均值(°)实施例1165.17实施例2164.24实施例3168.82实施例4165.49实施例5166.72对比例1135.53静态接触角越大表面物体表面的疏水性越强，由实施例1～5与对比例1测试的实施例1～5与对比例2的静态接触角可以得到，实施例1～5相比对比例1疏水性明显提高，这主要是因为本发明利用微米-纳米二级结构和棉麻纤维表面的纳米二氧化钛，形成多层次纤维表面微观形貌，大大增加棉麻纤维表面的粗糙度，从而使棉麻织物具有较好的疏水性能。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12