一种具有抗紫外和吸附性双功能的氧化锌改性织物的制备方法

1.本发明属于改性织物制备技术领域，具体涉及一种具有抗紫外和吸附性双功能的氧化锌改性织物的制备方法。


背景技术：

2.随着科技的日益发展，人们在追求衣物美观的同时，越来越重视衣物本身的功能性。在日常生活中，衣物一大功能就是防止阳光直射皮肤，然而织物在防止阳光透过的同时，紫外光会穿透过织物，波长在320～400nm的紫外线(又叫uva)会导致皮肤的黑色素变深，短时间内使得皮肤变黑；波长在290～320nm紫外线(uvb)对人的皮肤组织造成伤害，引发红斑、水肿等反应。此外，uva、uvb还会损伤细胞组织，引发dna的病变，诱发皮肤癌。因此，经过防紫外功能处理的织物在市场中的竞争力将会大大的提高，织物的防紫外功能性整理也成为了当今织物功能整理的一大重要方面。
3.氧化锌(zno)是锌的一种氧化物，是一种常见的化学添加剂。氧化锌难溶于水，但是可以溶于大部分酸和强碱。氧化锌可用于塑料产业、硅酸盐制造业、合成橡胶等大量产业中。此外，近年来纳米材料氧化锌作为一种纳米材料，得到了广泛的关注，应用领域也越来越广泛了起来。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.作为本发明其中一个方面，本发明提供一种具有抗紫外和吸附性双功能的氧化锌改性织物的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成，
6.(1)棉织物的预整理：将棉织物浸入5～20g/l的氢氧化钠溶液中高温浸泡20～40min，取出棉织物，冲洗，降温，再用乙醇浸泡，在乙醇中超声清洗，再用蒸馏水超声清洗，烘干；
7.(2)织物的生长前整理：将经过预整理的棉织物浸入盐酸多巴胺溶液中，震荡反应，取出用蒸馏水冲洗干净，烘干；
8.(3)纶织物前驱体溶液配制：配制乙酸锌溶液，六亚甲基四胺溶液；
9.(4)织物籽晶液配制：将氨水滴加浸入前驱体溶液中，均匀搅拌，制得籽晶液。
10.(5)改性棉织物的制备：将步骤(2)经过生长前整理的棉织物进行氧化锌改性：将所述织物籽晶液置于温度为30～35℃，将棉织物悬挂于织物籽晶液中，保温静置，取出，放入烘箱，110～120℃退火，形成氧化锌薄膜，重复2～4次，之后再将棉织物悬于籽晶液中，用保鲜膜密封，90～95℃恒温水浴3～5h，水洗，放入烘箱，110～120℃退火。
11.优选地，步骤(1)中，所述高温浸泡20～40min，为在90～95℃下浸泡。
12.优选地，步骤(2)中，所述盐酸多巴胺溶液，盐酸多巴胺质量浓度为0.05～0.2％，并将盐酸多巴胺溶液的ph值调整为8.5。
13.优选地，步骤(3)中，所述乙酸锌溶液，为乙酸锌水溶液，乙酸锌质量浓度为0.4～1％。
14.优选地，步骤(3)中，所述六亚甲基四胺溶液，为六亚甲基四胺水溶液，六亚甲基四胺质量浓度为0.3～0.8％。
15.优选地，步骤(4)中，氨水的最终体积浓度为1～3％。
16.优选地，步骤(4)中，所述均匀搅拌，时间为30～40min。
17.优选地，步骤(1)中，所述烘干，温度为55～60℃。
18.优选地，步骤(5)中，所述保温，取出，放入烘箱，110～120℃退火，其中，退火时间为25～40min。
19.优选地，步骤(5)中，所述保温，取出，其中，保温时间为5～15min。
20.本发明的有益效果：本发明采用了结晶法，将氧化锌结晶生长于织物表面，并发现，先经过在碱洗和水洗工序后加入盐酸多巴胺进行加工前的预整理，并在预整理后将棉织物浸入籽晶液4次改性的棉织物，在吸附性能方面具有明显提高。相比于涤纶织物，此方法更适于处理棉织物。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
22.图1为不同浸泡次数的棉织物紫外线、可见光吸收率。
具体实施方式
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
25.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
26.实施例1：
27.棉织物的预整理：配制250ml10g/l的氢氧化钠溶液，称取5g棉织物，将其剪成6cm
×
5cm的小块后放入放入烧杯中，将烧杯放入水浴锅中，温度为95℃，用玻璃棒持续搅拌30min后取出式样，用温水充分冲洗5次，缓慢降温，然后用乙醇浸泡试样，在超声波清洗机中清洗10min，最后用蒸馏水超声清洗10min，放入烘箱烘干，温度设置为60℃。
28.涤纶织物的预整理：涤纶织物的处理方法与棉织物的处理方法大致相同，不同点
在于涤纶织物处理时的氢氧化钠溶液的浓度为20g/l。
29.织物的生长前整理：称取0.1g盐酸多巴胺，置于棕色锥形瓶中，加入100ml蒸馏水，再将溶液ph值调至8.5，将棉织物或涤纶织物放入锥形瓶中，在30℃振荡24h后取出，并用蒸馏水冲洗干净，放入60℃烘箱烘干。
30.纶织物前驱体溶液配制：称取乙酸锌395.125mg，溶于60ml蒸馏水中，在室温下匀速搅拌30min，使其得到充分溶解，得到乙酸锌溶液。称取六亚甲基四胺252.4mg，溶于60ml蒸馏水中，在室温下搅拌30min，充分溶解，得到六亚甲基四胺溶液。将乙酸锌溶液滴加到六亚甲基四胺溶液中，充分均匀搅拌30min，制得前驱体溶液。
31.织物籽晶液配制：滴加30％浓度的氨水6.7ml(约6.815g)进入前驱体溶液，在zncl-gs190
×
90恒温水浴磁力搅拌器上均匀搅拌，制得籽晶液。
32.改性棉织物的制备：将经过预整理的棉织物试样和经过生长前整理的棉织物试样分别进行氧化锌改性：将织物籽晶液置于温度为35℃的水浴锅中，在棉织物上端打孔，用棉线系住棉织物两角，用铜丝作为支架将棉织物悬挂在铜丝上，使其悬于溶液中。保温静置5min后匀速提出，将其放入烘箱内用120℃退火30min，形成氧化锌薄膜，分别重复2次和4次。然后将长有籽晶体的棉织物悬挂于籽晶液中。用保鲜膜密封烧杯，使其在水浴锅中90℃中恒温水浴4h。最后缓慢提出织物，悬挂于空烧杯中，将去离子水沿烧杯壁缓慢加入直至没过织物顶端，反复浸洗3次，洗去织物上残留的籽晶液，最后放入120℃的烘箱退火30min。
33.改性涤纶织物的制备：将仅经过预整理的棉织物试样和经过生长前整理的涤纶织物试样分别进行氧化锌改性：将织物籽晶液置于温度为35℃的水浴锅中，在涤纶织物上端打孔，用棉线系住棉织物两角，用铜丝作为支架将涤纶织物悬挂在铜丝上，使其悬于溶液中。保温静置5min后匀速提出，将其放入烘箱内用120℃退火30min，形成氧化锌薄膜，分别重复2次和4次。然后将长有籽晶体的带有了棉线的涤纶织物悬挂于籽晶液中。用保鲜膜密封烧杯，使其在水浴锅中90℃中恒温水浴4h。最后缓慢提出织物，悬挂于空烧杯中，将去离子水沿烧杯壁缓慢加入直至没过织物顶端，反复浸洗3次，洗去织物上残留的籽晶液，最后放入烘箱以120℃的温度退火30min。
34.光催化降解实验：称量0.01g亚甲基蓝粉末配制成10mg/l的亚甲基蓝溶液。将改性后的织物样品剪碎成小块，放入60ml亚甲基蓝溶液中，遮光搅拌30min。将溶液置于pls-sxe300光催化仪下(波长200-850nm)进行反应，每10min取出3ml溶液，在波长为664nm处测其吸光度。
35.紫外线、可见光吸收度测试：机器选用tu-1901(普析)双光束紫外可见分光光度计。在仪器左侧(样品光测)放入黑板块，点击测量后点击仪器参数校正。点击校正，等待对话框提示，选择是，并且确定。
36.取下左侧的黑板块，换上baso4白板块，同时在下侧也夹持baso4白板块。点击上方工具栏“参数设置”按键，在跳出对话框后在下拉菜单中选择待测的数据(反射率为r％、透过率为t％、吸收率为abs)，参数设置完毕后点击“确定”。点击“基线”后点击“是”。
37.基线调整后将左侧白板块换成待测样品，点击开始。
38.等待测试结果后，用excel格式保存数据(曲线图中r％可与abs互为转化，t％可与abs互为转化，转化功能在顶端数据栏下拉菜单的数据转化中)。
39.放入不同次数棉织物处理后的吸光度如表1所示，其中变化率e的公式为：
[0040][0041]
表1放入两次经过预处理的改性棉织物与四次仅经过预处理的改性棉织物的溶液光降解实验前后吸光度对比
[0042]
时间min2次生长棉织物变化率4次生长棉织物变化率01.19401.1530101.1206.20％0.98214.83％200.96119.51％0.89422.46％
[0043]
表2放入两次经过预处理的改性涤纶织物与四次仅经过预处理的改性涤纶织物的溶液光降解实验前后吸光度对比
[0044]
时间min2次生长涤纶织物变化率4次生长涤纶织物变化率01.51201.4450101.4434.56％1.3734.98％201.28914.75％1.19517.30％
[0045]
表3经过预处理的改性棉织物与经过生长前整理的改性棉织物光降解实验前后前后吸光度对比
[0046][0047]
表4经过生长前整理的改性棉织物与经过生长前整理的改性涤纶织物光降解实验前后前后吸光度对比
[0048]
时间min整理后2次生长棉织物变化率整理后2次生长涤纶织物变化率01.19101.6350101.0948.14％1.5077.83％200.92922.00％1.34517.74％300.76835.52％1.25922.99％
[0049]
实施例2：
[0050]
根据实施例1的实验结果优化整理方案，具体步骤如下：
[0051]
(1)棉织物的预整理：配制250ml10g/l的氢氧化钠溶液，称取5g棉织物，将其剪成6cm
×
5cm的小块后放入放入烧杯中，将烧杯放入水浴锅中，温度为95℃，用玻璃棒持续搅拌30min后取出式样，用温水充分冲洗5次，缓慢降温，然后用乙醇浸泡试样，在超声波清洗机中清洗10min，最后用蒸馏水超声清洗10min，放入烘箱烘干，温度设置为60℃。
[0052]
(2)织物的生长前整理：称取0.1g盐酸多巴胺，置于棕色锥形瓶中，加入100ml蒸馏水，再将溶液ph值调至8.5，将经过步骤(1)预整理的棉织物放入锥形瓶中，在30℃振荡24h后取出，并用蒸馏水冲洗干净，放入60℃烘箱烘干。
[0053]
(3)纶织物前驱体溶液配制：称取乙酸锌395.125mg，溶于60ml蒸馏水中，在室温下匀速搅拌30min，使其得到充分溶解，得到乙酸锌溶液。称取六亚甲基四胺252.4mg，溶于60ml蒸馏水中，在室温下搅拌30min，充分溶解，得到六亚甲基四胺溶液。将乙酸锌溶液滴加到六亚甲基四胺溶液中，充分均匀搅拌30min，制得前驱体溶液。
[0054]
(4)织物籽晶液配制：滴加30％浓度的氨水6.7ml(约6.815g)进入前驱体溶液，在zncl-gs190
×
90恒温水浴磁力搅拌器上均匀搅拌，制得籽晶液。
[0055]
(5)改性棉织物的制备：将步骤(2)生长前整理的棉织物试样进行氧化锌改性：将织物籽晶液置于温度为30℃的水浴锅中，在棉织物上端打孔，用棉线系住棉织物两角，用铜丝作为支架将棉织物悬挂在铜丝上，使其悬于溶液中。保温静置5min后匀速提出，将其放入烘箱内用120℃退火30min，形成氧化锌薄膜，重复4次。然后将长有籽晶体的棉织物悬挂于籽晶液中。用保鲜膜密封烧杯，使其在水浴锅中90℃中恒温水浴4h。最后缓慢提出织物，悬挂于空烧杯中，将去离子水沿烧杯壁缓慢加入直至没过织物顶端，反复浸洗3次，洗去织物上残留的籽晶液，最后放入120℃的烘箱退火30min。
[0056]
表5实施例2改性方案经光催化降解实验后的溶液吸光度
[0057]
时间吸光度变化率01.1890101.0779.42％200.89724.56％300.74237.60％
[0058]
处理不同不同次数棉织物的紫外线吸收光谱对比：用tu-1901(普析)双光束紫外可见分光光度计测试紫外线、可见光吸收光谱。分别将经过两次和四次浸泡种子液的棉织物用进行波长为200-800nm紫外、可见光照射到布样上。实验结果如图1所示。由图1可以看出浸泡改性处理4次的棉织物在200～800nm的可见光、紫外线范围内，吸收率要高于处理2次的棉织物。
[0059]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。