一種具有抗紫外線和抗菌功能的紡織品的整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種具有抗紫外線和抗菌功能的 紡織品的整理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染導(dǎo)致臭氧層濃度的降低，太陽光中輻射到地面的紫外線 隨之增加，對(duì)人類產(chǎn)生的影響明顯增大。人們開始注重對(duì)自身的防護(hù)，抗紫外線紡織品同其 它防護(hù)用品一樣受到了人們的關(guān)注。國內(nèi)外的抗紫外線整理劑一般都是一種或多種紫外吸 收劑屏、蔽劑等物質(zhì)作為原料，加入適當(dāng)?shù)闹鷦┮约坝嘘P(guān)添加劑后配置而成。一般的有機(jī)抗 紫外線物質(zhì)在一定程度上是穩(wěn)定的，但長時(shí)間大劑量紫外線照射就會(huì)引起分子分解。單純 的納米金屬氧化物能達(dá)到一定的抗紫外線性，但單純的納米金屬氧化物在整理液中難以分 散均勻，易結(jié)團(tuán)。將納米金屬氧化物粉體熔融在化纖熔液中，再紡成纖維的方法能實(shí)現(xiàn)納米 金屬氧化物與紡織品較好的結(jié)合效果，但該方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)難度高，成品率低，成 本高；只能應(yīng)用于化纖產(chǎn)品不能用于天然纖維。
[0003] 人們?cè)谌粘Ｉ钪?，不可避免地?huì)接觸到各種各樣的細(xì)菌、真菌等微生物，過多的 致病微生物侵入人體，將會(huì)給健康造成嚴(yán)重的隱患，而紡織品正是這些致病微生物的生存 地之一。因此，紡織品的抗菌整理加工技術(shù)日益受到關(guān)注。常見的抗菌整理劑一般分為三 種：天然類、有機(jī)類和無機(jī)類。天然抗菌劑對(duì)人體具有良好的安全性，是一類環(huán)?？咕鷦?但是由于其耐洗性差，多數(shù)影響織物的色光且加工條件高，應(yīng)用范圍窄。有機(jī)抗菌劑品種 包括如醛類、酚類、醇類、季按鹽類、有機(jī)金屬類和有機(jī)氮類等，這類抗菌劑短期內(nèi)抗菌效果 明顯，抗菌范圍廣，易加工，但是應(yīng)用過程中由于化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性差，壽命短，易滲 出，耐洗性差，而且有一定的毒性和揮發(fā)性，對(duì)眼睛和皮膚造成刺激，從而限制了其在抗菌 領(lǐng)域中的應(yīng)用。無機(jī)抗菌劑主要利用銀、鋅、銅等金屬的抗菌能力，與一般的有機(jī)抗菌劑相 t匕，其具有高安全性，高效、廣譜抗菌性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱耐氣候性，不易產(chǎn)生抗藥 性等特點(diǎn)，因此無機(jī)抗菌劑日益受到人們的重視。
[0004] 納米氧化鋅是較為常見的納米金屬氧化物，作為一種新型功能材料，在光、電、磁 敏感、抗菌消毒、紫外線屏蔽等方面具有普通氧化鋅所不具有的特殊性能和用途。納米氧化 鋅具有廣譜抑菌和殺菌能力，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等病原菌表現(xiàn)出良好的抗菌性 能。除此之外，氧化鋅性能穩(wěn)定、安全無毒，不需要紫外線照射就可以表現(xiàn)出良好的抑菌性。 在國外，科學(xué)家已經(jīng)將氧化鋅作為抗菌因子廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生用品的加工制造業(yè)。
[0005] 納米技術(shù)是20世紀(jì)80年代末迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)高新科學(xué)技術(shù)，已廣泛應(yīng)用 于原料、化工、醫(yī)藥、通訊、能源等領(lǐng)域。近年來其在紡織染整行業(yè)中的應(yīng)用，更是帶來了一 場革命，使紡織工業(yè)得到了改進(jìn)，生產(chǎn)出許多新型功效的紡織品和具有特殊功能的染整助 齊U。隨著納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)利用生物分子或者有機(jī)體合成納米材料的方法因 其反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)工藝具有良好的可控性好，且反應(yīng)后易于降解等特性，已經(jīng)成為納米 材料的研究一個(gè)重要分支。

【發(fā)明內(nèi)容】

技術(shù)領(lǐng)域 [0006] ：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有抗紫外線和抗菌功能的 紡織品的整理方法，該整理方法制備的紡織品具有良好的抗紫外線性能和抗菌性能。
[0007] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種具有抗紫外線和抗菌功能的紡織品的整理方法，該整理方法包括以下步驟： 步驟10):制備氧化鋅/羧甲基殼聚糖納米復(fù)合物； 步驟20):采用冷等離子體方法對(duì)紡織品進(jìn)行預(yù)處理； 步驟30):將步驟10)制備的氧化鋅/羧甲基殼聚糖納米復(fù)合物配成氧化鋅/羧甲基殼 聚糖納米復(fù)合溶液，并用該溶液浸漬步驟20)預(yù)處理后的紡織品，并加入丙烯酸酯粘合劑， 采用軋烘焙工藝，得到處理后的紡織品。
[0008] 進(jìn)一步：所述的步驟10)的過程如下： 步驟101):利用氫氧化鈉和氯乙酸對(duì)殼聚糖進(jìn)行接枝改性，干燥研磨后得到羧甲基殼 聚糖； 步驟102):將步驟101)制得的羧甲基殼聚糖和蒸餾水混合，并攪拌，直至羧甲基殼聚 糖完全溶解在蒸餾水中，得到羧甲基殼聚糖溶液；其中，羧甲基殼聚糖和蒸餾水的質(zhì)量比為 0? 1 ?1 : 100 ; 步驟103):將硫酸鋅加入到步驟102)制備的羧甲基殼聚糖溶液中，并攪拌，直至硫酸 鋅完全溶解在羧甲基殼聚糖溶液中，形成混合溶液；其中，硫酸鋅和羧甲基殼聚糖的質(zhì)量比 為 5 : 0? 1 ?1; 步驟104):將氫氧化鈉溶解在蒸餾水中，形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 8%?13. 8%的氫氧化鈉溶 液； 步驟105):在0. 3?lh內(nèi)，將步驟104)制備的氫氧化鈉溶液逐滴滴加到步驟103)制 備的混合溶液中，并且連續(xù)攪拌，在25?80°C下攪拌反應(yīng)2?3h后，靜置20?28h，得到 沉淀物，將該沉淀物抽濾，在80?100°C下烘干2?3h，沉淀物經(jīng)過熱分解得到氧化鋅/羧 甲基殼聚糖納米復(fù)合物。
[0009] 進(jìn)一步：所述的步驟101)中，接枝改性的過程為：將殼聚糖加入到容器中，再加入 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7%的異丙醇溶液，其中，殼聚糖和異丙醇溶液的質(zhì)量比為1:8?16,攪拌殼 聚糖和異丙醇溶液的同時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液，殼聚糖和NaOH溶液的質(zhì) 量比為1:1?6,形成混合液，在44°C攪拌該混合液，堿化殼聚糖2?4h后，在20min?1. 5h 內(nèi)滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氯乙酸水溶液，殼聚糖和氯乙酸水溶液的質(zhì)量比為1:1?5 ;滴完 氯乙酸水溶液后，在50?65°C下反應(yīng)4?10h，從而制得羧甲基殼聚糖溶液。
[0010] 進(jìn)一步：所述的步驟101)中，殼聚糖的分子量為lOOOODa?lOOOOODa，羧甲基殼 聚糖的溶解度彡〇. 1%。
[0011] 進(jìn)一步：所述的步驟20)采用冷等離子體對(duì)紡織品進(jìn)行預(yù)處理的過程為：采用氧 冷等離子體對(duì)紡織品表面進(jìn)行改性處理，氧冷等離子體的輸出功率為100?500W，處理時(shí) 間為1?50min。
[0012] 進(jìn)一步：所述的步驟30)中，氧化鋅/羧甲基殼聚糖納米復(fù)合溶液的質(zhì)量濃度為 4?20g/L，丙烯酸酯粘合劑的質(zhì)量濃度為40?80g/L，浸漬紡織品的時(shí)間為0. 5?lh，然 后取出紡織品，在軋車上軋去紡織品中多余的液體，使得紡織品的帶液率為90?120%，接 著利用熱定形機(jī)，先在70?80°C溫度下對(duì)紡織品烘干3?5min，后在140?150°C溫度下 對(duì)紡織品焙烘3?5min，從而得到處理后的紡織品。
[0013] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： (1)具有良好的抗紫外線性能。本發(fā)明中，步驟10)通過化學(xué)方法制備氧化鋅/羧甲基 殼聚糖納米復(fù)合物。該氧化鋅/羧甲基殼聚糖納米復(fù)合物中的氧化鋅為納米級(jí)氧化鋅，在 紫外光的照射下，納米氧化鋅吸收光子，電子被激發(fā)從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，在價(jià)帶形成一個(gè)帶 正電荷的空穴。十億分之一秒之內(nèi)，約有90%空穴電子對(duì)重新復(fù)合，發(fā)射出更長波長的光 或者釋放出熱能。納米氧化鋅在室溫下的禁帶寬度為3. 37eV，吸收邊在380nm左右，對(duì)紫 外線UVA (長波320~400nm)和UVB (中波280~320nm)均有良好的吸收效果，因此使得整 理后的紡織品具有良好的抗紫外線性。
[0014] (2)具有良好的抗菌性能。本發(fā)明中，步驟10)通過化學(xué)方法制備的氧化鋅/羧甲 基殼聚糖納米復(fù)合物，納米氧化鋅在陽光，尤其是在紫外光照射下，能自行分解出自由電子 (e_)，同時(shí)留下帶正電的空穴（h+)。空穴可激活氧，變成活性氧[0]，而活性氧[0]能與多 種微生物發(fā)生氧化反應(yīng)，起到殺菌作用。羧甲基殼聚糖是一種水溶性殼聚糖衍生物，分子結(jié) 構(gòu)中沒有被取代的氨基在酸性條件下帶正電荷，能與細(xì)菌細(xì)胞表面帶有負(fù)電荷的大分子基 團(tuán)結(jié)合，從而附著于細(xì)菌表面，阻止了營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸，從而具有良好的抗菌性，使 得整理后的紡織品具有良好的抗菌性。
[0015] (3)能賦予納米復(fù)合粒子更優(yōu)異的性能。本發(fā)明步驟10)中，基于羧甲基殼聚糖 制備的納米復(fù)合材料，反應(yīng)條件溫和，制備產(chǎn)物可控性好、反應(yīng)完成后易于降解、無環(huán)境污 染，且調(diào)節(jié)反應(yīng)條件可調(diào)控納米粒子的形貌。氧化鋅納米粒子在形成過程中，羧甲基殼聚糖 可以吸附在金屬鋅離子的表面形成配合物，羧甲基殼聚糖分子結(jié)構(gòu)上的一NH2、一0H和一 C00H基團(tuán)可還原Zn2+為金屬Zn單質(zhì)，而且羧甲基殼聚糖自身被氧化，起到穩(wěn)定納米氧化 鋅粒子的作用。水溶液中，羧甲基殼聚糖上的多羥基、羧基和氨基結(jié)構(gòu)，使其通過分子間和 分子內(nèi)氫鍵的作用可形成分子水平上的獨(dú)立空間，為氧化鋅納米粒子的生長提供良好的模 板。這樣，納米氧化鋅粒子在生長過程中，不易發(fā)生團(tuán)聚。羧甲基殼聚糖在納米氧化鋅粒子 的制備中同時(shí)起到了穩(wěn)定劑和還原劑的作用。 (4)整理方法過程簡單、低耗和節(jié)能。本發(fā)明中抗紫外線、抗菌功能的整理劑是氧化鋅 /羧甲基殼聚糖納米復(fù)合物，其具有抗菌性和生物相容性，屬于生物紡織品整理助劑。整個(gè) 整理過程成本低廉