一种制作防晒衣专用复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种制作防晒衣专用复合材料的制备方法，属于复合材料领域。
【背景技术】
[0002]人们在追求物质富裕的同时，越来越关注自身的健康和生存环境，开始渴望回归自然。服装的要求将不再只是遮身防寒等基本的生活要求，则更加注重舒适和休闲，而绿色纺织纤维和功能纺织纤维的特性则正好满足了人们的这种潜在需求。从近几年纯棉、麻、丝、毛制品的流行到国际组织及国家大力倡导绿色生态纺织品更是充分体现了这一发展趋势，也体现了绿色纤维制品庞大的市场需求。亚麻是一种优良的植物纺织纤维，它具有以下特点纤维细度高、通透性好、强力大而延伸度小、结晶度及晶体取向度高、颜色洁白、手感滑爽、不易受霉菌侵蚀和虫蛀。由于具有上述特点，亚麻纺织品有挺括、滑爽、通风透气、吸湿排汗、易洗快干等优点，是理想的高级夏季衣料，也是独具风格的春秋时装面料。
[0003]当前制备复合材料大多采用物理吸附方式制备，该方法具有操作过程简单，能耗低，污染少，便于工业化等优点。但是同时由于该复合材料是通过物理吸附方式制备的，因此虽然存在上述优点，但也存在较多的缺陷，尤其是采用该方法制备的复合材料的抗紫外、抗菌性能不够持久，随着洗涤次数的增加，性能会大幅度下降。在此基础之上我们设计采用化学键键合方式制备复合材料的思路，即先对亚麻纤维进行羧甲基化改性，然后用合成的羧甲基纤维素与钛酸丁酯进行在微量水存在的条件下通过缓慢水解反应制备复合材料，最终达到以化学键的方式实现纳米与亚麻纤维结合的目的所制备的复合材料中纳米二氧化钛与纤维不仅结合牢固，作用持久耐洗涤，而且具有纳米二氧化钛在纤维表面分布均匀、分散性较好、含量较高等优点。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前防晒衣复合材料的抗紫外、抗菌性能不够持久，随着洗涤次数的增加，性能会大幅度下降的情况，提供了一种制作防晒衣专用复合材料的制备方法，本发明先将亚麻纤维进行预处理，预处理后加入氢氧化钠、氯乙酸钠和二甲氨基吡啶进行混合搅拌，进行超声振荡处理得粘稠液，对粘稠液调节PH后进行抽滤得到羧甲基亚麻纤维素，在其中再加入钛酸丁酯无水乙醇溶液和二甲基亚砜，最终经过抽滤、干燥即得一种制作防晒衣专用复合材料，本发明以化学键的方式实现纳米二氧化钛与亚麻纤维的结合，所制备的复合材料中纳米二氧化钛与亚麻纤维不仅结合牢固，持久耐洗涤，而且纳米二氧化钛均匀分散在纤维表面使复合材料具有抗紫外线、抗老化和抗菌能力。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种制作防晒衣专用复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为:
(I)称取5?1g亚麻纤维，用纤维切断机将其剪碎成I?2cm长的小段放入250mL圆底烧瓶中，量取10?15mL 二甲基亚砜和100?150mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液倒入烧瓶，移入超声振荡器，在30?40°C下超声振荡I?2h，超声功率为100?200W，超声频率为25?35kHz，对亚麻纤维进行预处理；
(2)将上述预处理后的亚麻纤维放入500mL烧杯中，继续加入100?200mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，再加入30?35g氯乙酸钠和2?3g 4- 二甲氨基吡啶作为催化剂，放置在磁力搅拌机上以300?400r/min的转速搅拌均勾；
(3)将上述搅拌均匀后的混合液移入超声振荡器，在60?70°C下超声振荡2?3h，超声功率为100?200W，超声频率为25?35kHz，超声处理后移入水浴锅，升温至70?80°C，放置在磁力搅拌机上搅拌3?4h，使其充分反应，得到粘稠液体，搅拌转速为200?300r/min ；
(4)将上述反应后得到的粘稠液体按每次30?50mL的量分批转入100mL烧杯中，用磁力搅拌机以100?200r/min的转速慢速搅拌，并在搅拌状态下加入质量浓度为20%的硫酸溶液，调节pH至2?3，之后移入抽滤装置，加入无水乙醇和蒸馏水对其进行洗涤抽虑，直至溶液pH达到6?8，之后抽干得到滤渣，将滤渣放入烘箱在60?70°C下干燥2?3h，得到羧甲基亚麻纤维素；
(5)量取50?60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20?30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25?30mL 二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200?300r/min的转速搅拌I?2h，使其充分分散；
(6)称取20?30g羧甲基亚麻纤维素加入到200?300mL上述钛酸丁酯无水乙醇溶液中，再加入10?20mL 二甲基亚砜，在室温下放置在磁力搅拌机上搅拌30?40min，之后移入超声振荡器，在20?30°C下超声反应30?40min后继续磁力搅拌3?4h，使其充分反应，搅拌转速为300?400r/min，超声功率为200?300W，超声频率为25?35kHz ；
(7)将反应后的液体放入布氏漏斗，用无水乙醇进行抽滤洗涤3?5次，将得到的滤渣放入烘箱中，在60?70°C下干燥12?18h，之后冷却至室温即得一种制作防晒衣专用复合材料。
[0006]本发明的应用方法:将本发明制得的复合材料制成防晒衣，用紫外分光光度计法测量紫外光的透过率为4?5%，测量紫外线防护系数(UPF)为40?45，具有良好的抗紫外线、抗老化能力。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明以化学键的方式实现纳米二氧化钛与亚麻纤维的结合，所制备的复合材料中纳米二氧化钛与亚麻纤维结合牢固，持久耐洗涤；
(2)加本发明中加入纳米二氧化钛均匀分散在纤维表面使复合材料具有抗紫外线、抗老化和抗菌能力。
【具体实施方式】
[0008]首先称取5?1g亚麻纤维，用纤维切断机将其剪碎成I?2cm长的小段放入250mL圆底烧瓶中，量取10?15mL 二甲基亚砜和100?150mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液倒入烧瓶，移入超声振荡器，在30?40°C下超声振荡I?2h，超声功率为100?200W，超声频率为25?35kHz，对亚麻纤维进行预处理；将预处理后的亚麻纤维放入500mL烧杯中，继续加入100?200mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，再加入30?35g氯乙酸钠和2?3g 4- 二甲氨基卩比啶作为催化剂，放置在磁力搅拌机上以300?400r/min的转速搅拌均匀；将搅拌均匀后的混合液移入超声振荡器，在60?70°C下超声振荡2?3h，超声功率为100?200W，超声频率为25?35kHz，超声处理后移入水浴锅，升温至70?80°C，放置在磁力搅拌机上搅拌3?4h，使其充分反应，得到粘稠液体，搅拌转速为200?300r/min ;将反应后得到的粘稠液体按每次30?50mL的量分批转入100mL烧杯中，用磁力搅拌机以100?200r/min的转速慢速搅拌，并在搅拌状态下加入质量浓度为20%的硫酸溶液，调节pH至2?3，之后移入抽滤装置，加入无水乙醇和蒸馏水对其进行洗涤抽虑，直至溶液pH达到6?8，之后抽干得到滤渣，将滤渣放入烘箱在60?70°C下干燥2?3h，得到羧甲基亚麻纤维素；量取50?60mL的无水乙醇放入500mL的烧杯中，再取20?30mL钛酸丁酯缓慢的加入到无水乙醇中，之后加入25?30mL 二乙醇胺作为抑制剂，放置在磁力搅拌机上，以200?300r/min的转速搅拌I?2h，使其充分分散；称取20?30g羧甲基亚麻纤维素加入到200?300mL上述钛酸丁酯无水乙醇溶液中，再加入10?20mL 二甲基亚砜，在室温下放置在磁力搅拌机上搅拌30?40min，之后移入超声振荡器，在20?30°C下超声反应30?40min后继续磁力搅拌3?4h，使其充分反应，搅拌转速为300?400r/min，超声功率为200?300W，超声频率为25?35kHz ;将反应后的液体放入布氏漏斗，用无水乙醇进行抽滤洗涤3?5次，将得到的滤渣放入烘箱中，在60?70°C下干燥12?18h，之后冷却至室温即得一种制作防晒衣专用复合材料。
[0009]实例I
首先称取5g亚麻纤维，用纤维切断机将其剪碎成Icm长的小段放入250mL圆底烧瓶中，量取1mL 二甲基亚砜和10mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液倒入烧瓶，移入超声振荡器，在30 °C下超声振荡lh，超声功率为100W，超声频率为25kHz，对亚麻纤维进行预处理；将预处理后的亚麻纤维放入500mL烧杯中，继续加入10mL质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，再加入30g氯乙酸钠和2g 4- 二甲氨基吡啶作为催化剂，放置在磁力搅拌机上以300r/min的转速搅拌均勾；将搅拌均勾后的混合液移入超声振荡器，在60°C下超声振荡2h，超声功率为100W，超声频率为25kHz，超声处理后移入水浴锅，升温至70°C，放置在磁力搅拌机上搅拌3h，使其充分反应，得到粘稠液体，搅拌转速为200r/min ;将反应后得到的粘稠液体按每次30mL的量分批转入100mL烧杯中，用磁力搅拌机以100r/min的转速慢速搅拌，并在搅拌状态下加入质量浓度为20%的硫酸溶液，调节pH至2，之后移入抽滤装置，加入无水乙醇和蒸馏水对其进行洗涤抽虑，直至溶液pH达到6，之后抽干