本发明涉及一种复合功能棉织物的制备方法，具体是一种抗菌、抗紫外复合功能棉织物的制备方法，该方法是以单宁酸作为桥连基将功能化合物化学键合到棉织物表面得到抗菌、抗紫外的复合功能棉织物，属于纺织技术领域。
背景技术：
随着人们对纺织品服用性要求的提高及对功能性的关注，多组分、多功能化已成为当前纺织品研究和开发的主流，新型的多功能纺织品的研究开发已越来越受到科研工作者的重视。因此，研究并开发具有阻燃、紫外防护和抗菌等多功能织物对扩展织物应用和提高人生活质量具有重要的科学意义和实际应用价值。目前，工业上要得到多功能的纺织品通常是分别对织物进行多次整理，另外的解决方法就是通过共聚合成多功能的整理剂或者采用表面接枝共聚将不同功能的单体接枝在织物的表面或通过层层自组装技术将不同功能分子处理到织物表面或将不同性能的有机单体和无机氧化物采用溶胶-凝胶技术整理到织物表面，从而赋予织物多重功能性。tang等通过原位还原的方法将au+在棉织物上还原为aunps，表现出对大肠杆菌的抗菌性和对uv很好的阻挡作用(tangb.,etal.cellulose2017，24(10)，4547-4560)，zhou等通过原位还原的方法以黄芩苷作为天然的还原剂和稳定剂将ag+键合到蚕丝织物的表面上形成agnps表现出对大肠杆菌和金色葡萄球菌具有很好的抗菌性(zhouy.,etal.journalofcleanerproduction,2018,170(1):940-949)，li等首先采用水热沉积法将花朵状的纳米tio2沉积在棉织物表面，然后，通过氢氧化钠溶液预处理，在tio2@cotton表面均匀地形成沉积密度高的agnps，复合后的织物对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑菌率高达99％，表现出较高的抗菌性，同时由于agnps和tio2的存在还表现很强的抗紫外性能(lis.,etal.internationaljournalofnanomedicine,2017,12:2593.)。上述方法存在一些稳定性差，实施成本高，反应路线复杂等缺点。为了弥补这些不足，设计和发展多功能合一的反应分子，实现一步整理即可以获得具有多重效果的功能织物，同时利用其反应性保持其持久性，对获得性能稳定和耐久性好的高性能纺织品具有重要意义。
技术实现要素：
本发明解决是制作抗菌、抗紫外复合功能棉织的传统方法存在稳定性差，实施成本高，反应路线复杂等缺点的问题。
本发明采用的技术方案是：一种抗菌、抗紫外复合功能棉织物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、将单宁酸溶解在ph值为8～10的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到单宁酸溶液，其中单宁酸的浓度为1～3g/l；
步骤二、将棉织物以1:80～1:100的浴比浸渍在经过步骤一得到的单宁酸溶液中，在25～30℃条件下，摇床震荡反应6～10小时后取出，依次对织物用去离子水超声洗涤和无水乙醇超声洗涤，50～60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物；
步骤三、将经步骤二处理后得到表面附着单宁酸层的棉织物以1:80～1:100的浴比浸渍在浓度为0.01～1mol/l的具有抗菌、抗紫外性能的功能化合物的乙醇溶液中，用三乙胺调节乙醇溶液的ph为8～10，在30～40℃条件下，摇床震荡反应12～24小时后取出；
步骤四：再依次对织物用去离子水超声洗涤和无水乙醇超声洗涤，40～60℃下真空干燥织物5～8小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合功能化合物的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
进一步的，所述步骤二和步骤三中的摇床震荡，震荡速度为200～300r/min。
进一步的，所述具有抗菌、抗紫外性能的功能化合物为1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐(i)，其分子结构式如下：
进一步的，所述具有抗菌、抗紫外性能的功能化合物为1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-苯并咪唑氯盐，其分子结构式如下：
进一步的，所述1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐或1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-苯并咪唑氯盐均采用亲核取代反应的方法制备得到。
本发明的有益效果和特点:
(1)利用物多酚-单宁酸分子中的邻苯三酚可以与棉织物表面建立共价-非共价(范德华力、氢键、π-π)的相互作用，可以为织物表面牢固结合功能分子提供强有力的方法；单宁酸分子中的邻苯三酚，在碱性环境下很容易被氧化成醌式结构，从而与含有硫醇(sh)、氨基(nh2)或亚氨基(nh)的功能分子发生迈克尔加成和席夫碱反应，从而有效地将功能性分子引入材料表面，能直接与功能化合物中的氨基反应而将功能化合物固定在表面，无需添加其他的粘附剂和偶联剂，反应条件温和，反应过程简单，所用试剂来源广泛，价格便宜，是一种绿色环保，新型高效的制备抗菌、抗紫外复合功能棉织物的方法，成本低，无需加入额外的粘附剂或偶联剂，不污染环境。
(2)通过化学键合功能化合物在织物表面，获得织物的性能具有持久性。本发明方法制备得到的抗菌、抗紫外复合功能织物具有很好的耐皂洗度以及高效持久的抗菌性，经过50次洗涤后，杀菌率仍可以达95％-100％，紫外防护因子(upf)仍然大于40，应用广泛，且制备工艺简单，绿色环保，成本低，适合大规模生产。
(3)本发明通过浸渍法在各种织物表面获得牢固结合的单宁酸修饰层，该仿生修饰层具有优异的稳定性，反应活性以及生物相容性。
具体实施方式
下面结合实施例1对本发明进行进一步说明：
实施例1
将0.1g单宁酸溶解在ph值为7.9的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为1g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸泡在上述得到的单宁酸溶液中，在25℃条件下，以200r/min的速度震荡反应6小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸没于浓度为0.01mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为7.9，在30℃条件下，以200r/min速度震荡反应12小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物5小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到94％，紫外防护因子(upf)达到43。
实施例2
将0.2g单宁酸溶解在ph值为8.5的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为2g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸泡在上述得到的单宁酸溶液中，在28℃条件下，以200r/min速度震荡反应8小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的蚕丝织物浸没于浓度为0.01mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为8.5，在30℃条件下，以200r/min速度震荡反应12小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物8小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到96％，紫外防护因子(upf)达到45。
实施例3
将0.2g单宁酸溶解在ph值为9的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为2g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸泡在上述得到的单宁酸溶液中，在28℃条件下，以300r/min速度震荡反应10小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸没于浓度为0.05mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为9，在40℃条件下，以300r/min速度震荡反应24小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物6小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到97％，紫外防护因子(upf)达到49。
实施例4
将0.3g单宁酸溶解在ph值为8.5的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为3g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸渍在上述得到的单宁酸溶液中，在30℃条件下，以200r/min速度震荡反应8小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，55℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸渍于浓度为0.5mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为9，在30℃条件下，以200r/min速度震荡反应20小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物6小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合多种功能分子的抗菌抗紫外的织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到96％，紫外防护因子(upf)达到47。
实施例5
将0.3g单宁酸溶解在ph值为9的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为3g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸渍在上述得到的单宁酸溶液中，在30℃条件下，以300r/min速度震荡反应10小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸没于浓度为1mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为8，在35℃条件下，以200r/min速度震荡反应24小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物6小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到98％，紫外防护因子(upf)达到52。
实施例6
将0.25g单宁酸溶解在ph值为9.7的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为2.5g/l的单宁酸溶液；将1.25g棉织物浸渍在上述得到的单宁酸溶液中，在30℃条件下，以300r/min速度震荡反应8小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸没于浓度为1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为9.7，在40℃条件下，以200r/min速度震荡反应24小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，50℃下真空干燥织物8小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到95％，紫外防护因子(upf)达到46。
实施例7
将0.2g单宁酸溶解在ph值为8.5的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为2g/l的单宁酸溶液；将1.0g棉织物浸泡在上述得到的单宁酸溶液中，在28℃条件下，以200r/min速度震荡反应8小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的蚕丝织物浸没于浓度为0.01mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-苯并咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为8.5，在30℃条件下，以200r/min速度震荡反应12小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，40℃下真空干燥织物8小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-苯并咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到96％，紫外防护因子(upf)达到47。
实施例8
将0.3g单宁酸溶解在ph值为9的0.1l三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中，得到浓度为3g/l的单宁酸溶液；将1.0棉织物浸渍在上述得到的单宁酸溶液中，在30℃条件下，以300r/min速度震荡反应10小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃烘干后得到表面附着单宁酸层的棉织物，将上述表面将上述表面附着单宁酸层的棉织物浸没于浓度为1mol/l的1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1--苯并咪唑氯盐化合物的0.1l乙醇溶液中，用三乙胺调节溶液的ph为8，在35℃条件下，以200r/min速度震荡反应24小时后取出，依次用去离子水和无水乙醇超声洗涤，60℃下真空干燥织物6小时，得到表面以单宁酸作为桥连基化学键合化学键合1-(3-胺丙基)-3-(2-(4-苯乙酮-3-羟基苯氧基)-2-乙酰氧基)-1-苯并咪唑氯盐的抗菌、抗紫外复合功能棉织物。
得到的织物，经过50次洗涤后，杀菌率达到96％，紫外防护因子(upf)达到47。
本发明利用单宁酸在碱性环境下氧化自聚合行为和二次反应活性的特点，利用设计的含有氨基的双重功能分子，通过调节溶液ph值，可以可控地将具有抗菌、抗紫外性能的功能化合物化学键合在棉织物表面，制备功能持久，性能稳定，无公害的抗菌、抗紫外复合功能棉织物，在工业上具有广泛的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。