一種基于石墨烯/聚乙烯醇修飾的無紡布的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)用石墨烯/聚乙烯醇修飾液制備親水、抗菌、抗靜電、吸附等多種功能的無紡布的方法，屬于紡織化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無紡布又稱不織布，因其具有優(yōu)良的性能而廣泛應(yīng)用于服裝家紡、醫(yī)療衛(wèi)生、電子產(chǎn)業(yè)、空氣凈化、污水處理等領(lǐng)域。石墨烯具有良好導(dǎo)電性，同時(shí)也是一種理想的無孔吸附劑和抗菌劑，可以被用作新型吸附材料和抗菌材料。
[0003]石墨烯應(yīng)用于紡織纖維領(lǐng)域制備抗靜電、抗菌、吸附等多功能材料是近年來的發(fā)展方向，通常的方法是將石墨烯添加到紡絲液中制得含石墨烯的功能纖維，或者采用后整理的方法使石墨烯與紗線或織物發(fā)生交聯(lián)制得功能織物。前種方法僅局限于制備合成纖維，后種方法需要加入交聯(lián)劑或粘合劑，影響織物的醫(yī)用、服用性能。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利公開號(hào)CN103469555A，公開日2013年12月25日，發(fā)明專利名稱為“一種防紫外線抗靜電石墨烯涂層紡織面料的制備方法”，該專利運(yùn)用石墨烯和水性聚氨酯的混合液浸乳烘整理織物，使織物獲得防紫外抗靜電石墨烯涂層，該方法簡單便捷。但是，具備良好分散性的石墨烯工藝繁瑣、產(chǎn)量極低且價(jià)格昂貴，想要均勻分散在水相必須經(jīng)過特殊處理，運(yùn)用該方法整理織物很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。中國專利授權(quán)公告號(hào)CN203842074U，授權(quán)公告日2014年9月24日，發(fā)明專利名稱為“一種石墨烯傷口敷料”，該專利將石墨烯通過熱粘結(jié)或化學(xué)方法結(jié)合到由棉布、紗布或無紡布制成的基底層上，經(jīng)整理后的織物可長期有效抗菌、防止傷口敷料老化、柔軟耐磨。但是，該發(fā)明采用的熱粘結(jié)方法需要高溫加熱，制備過程能耗高，此外，化學(xué)結(jié)合法需要使用強(qiáng)酸、氧化劑、催化劑、偶聯(lián)劑等，制備過程復(fù)雜，對(duì)環(huán)境不友好，經(jīng)整理后的織物會(huì)殘留一些對(duì)身體有害的化學(xué)物質(zhì)。中國專利公開號(hào)CN104383879A，公開日2015年3月4日，發(fā)明專利名稱為“基于氧化石墨烯修飾的功能性復(fù)合紙的制備方法”，該專利將面巾紙浸泡在氧化石墨烯分散液中，取出后鋪展在錫箔紙上，烘干，獲得結(jié)構(gòu)規(guī)整、吸附性好的氧化石墨烯復(fù)合紙，該專利具有工藝簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是，專利中的基材一一面巾紙，強(qiáng)度不高，在氧化石墨烯分散液中浸泡后更易發(fā)生撕裂，嚴(yán)重影響后續(xù)的平鋪工藝。此外，制備的復(fù)合紙遇水時(shí)，未經(jīng)還原的氧化石墨烯易溶于水，存在氧化石墨烯脫離基材的缺陷。中國專利公開號(hào)CN103205890A，公開日2013年7月17日，發(fā)明專利名稱為“納米氧化石墨烯改性棉纖維及其抗菌制品的制備”，該專利運(yùn)用化學(xué)結(jié)合的方法，使得氧化石墨烯與棉纖維表面的羥基發(fā)生交聯(lián)，獲得的棉纖維具有抗菌性高效，耐洗性優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。但是，該專利中使用化學(xué)交聯(lián)劑，工藝相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)，該方法僅適用于表面具有活性基團(tuán)的纖維素纖維，適用范圍有限。中國專利公開號(hào)CN104328653A，公開日2015年2月4日，發(fā)明專利名稱為“一種氧化石墨烯衍生物用于紡織品多功能整理的方法”，該專利將氧化石墨烯及其衍生物通過浸烘整理織物，然后將涂布有氧化石墨烯及其衍生物的織物在50~100°C的還原劑溶液中還原，獲得柔性導(dǎo)電、抗紫夕卜、拒水織物，該專利的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了織物的多功能整理。但是，氧化石墨烯及其衍生物易溶于水，其在還原過程中會(huì)從織物表面脫落，溶解于還原劑溶液中，從而導(dǎo)致氧化石墨烯的利用率降低，此外，整理過程中使用的陰離子表里面活性劑對(duì)環(huán)境污染較大。
[0005]可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，將石墨烯應(yīng)用于紡織纖維領(lǐng)域，大多價(jià)格高昂，部分整理方法針對(duì)的纖維品種有限，同時(shí)整理過程中不得不使用交聯(lián)劑、粘合劑，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種運(yùn)用石墨烯/聚乙烯醇修飾液制備親水、抗菌、抗靜電、吸附等多種功能的無紡布的方法，即將無紡布浸入氧化石墨稀/聚乙烯醇復(fù)合修飾液中，烘干，然后將無紡布纖維表面的氧化石墨烯還原，使無紡布纖維表面形成石墨烯/聚乙烯醇薄膜，獲得具有親水、抗菌、抗靜電、吸附等多種功能的無紡布。由于將無紡布浸漬于氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合修飾液中，經(jīng)烘干以及氧化石墨烯還原后，原本易溶于水的氧化石墨烯和聚乙烯醇均不溶于水，石墨烯和聚乙烯醇緊密附著于無紡布纖維表面，避免了化學(xué)交聯(lián)劑或粘合劑的使用，同時(shí)賦予修飾后的無紡布良好的親水性、抗菌性、抗靜電性、吸附性能，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為:
一種基于石墨稀/聚乙稀醇修飾的無紡布的制備方法，所述的制備方法按以下步驟進(jìn)行:
①將氧化石墨烯分散在蒸餾水中，超聲處理，制得氧化石墨烯分散液。
[0007]其中，所述的氧化石墨烯直徑為0.5~3 μ m，超聲處理時(shí)間為l~5min，超聲設(shè)備功率為300~350w，氧化石墨烯分散液的濃度為3~30mg/ml。
[0008]②將水溶性聚乙烯醇加入到步驟①所得的氧化石墨烯分散液中，在25~90°C條件下攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，制得氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合修飾液。
[0009]其中，所述的聚乙烯醇的分子量為1700~100000 ;復(fù)合修飾液中聚乙烯醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%~16%，氧化石墨烯與聚乙烯醇的質(zhì)量比為5:95~80:20。
[0010]③將無紡布浸入到經(jīng)步驟②制備的復(fù)合修飾液中，取出后干燥。
[0011]其中所述的無紡布為丙綸或滌綸或錦綸或腈綸或乙綸或氯綸或聚四氟乙烯或聚苯硫醚中的一種，浸漬時(shí)長為5~120min，干燥方式可以采用直接烘干或真空干燥或熱風(fēng)干燥。
[0012]④將步驟③所得干燥后的無紡布置于氫碘酸溶液中，在25~40°C條件下使得無紡布纖維表面的氧化石墨烯發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)，無紡布纖維表面的水溶性聚乙烯醇發(fā)生凝膠化反應(yīng)，變?yōu)榉撬苄浴?br>[0013]其中，所述的氫碘酸溶液包括氫碘酸水溶液或氫碘酸/乙酸溶液，還原反應(yīng)的時(shí)間為 0.5~24ho
[0014]⑤將步驟④所得的經(jīng)氫碘酸溶液處理后的無紡布用蒸餾水或乙醇洗滌，干燥，得到石墨稀/聚乙稀醇修飾后的無紡布。
[0015]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明基于石墨烯/聚乙烯醇修飾的無紡布的制備方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
I本發(fā)明將無紡布浸漬于氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合修飾液中，經(jīng)烘干以及氧化石墨烯還原后，原本易溶于水的氧化石墨烯和聚乙烯醇均不溶于水，石墨烯和聚乙烯醇緊密附著于無紡布纖維表面，避免了化學(xué)交聯(lián)劑或粘合劑的使用，同時(shí)賦予修飾后的無紡布良好的親水性、抗菌性、抗靜電性、吸附性能。
[0016]2本發(fā)明使用的氧化石墨烯，工藝成熟，能夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，市場上容易獲得且價(jià)格相對(duì)低廉。
[0017]3本發(fā)明用以配制復(fù)合修飾液的水溶性聚乙烯醇，其分子量可在幾千至幾萬之間任意選取，同時(shí)聚乙烯醇可以賦予被修飾的無紡布良好的親水性。
[0018]本發(fā)明制備方法簡單、成本低、可修飾的無紡布品種多樣、應(yīng)用價(jià)值高。該方法適用于修飾丙纟侖、滌纟侖、錦纟侖、腈纟侖、乙纟侖、氯纟侖、聚四氟乙稀、聚苯硫醚等多種無紡布，該無紡布可應(yīng)用于服裝家紡、醫(yī)療保健、空氣凈化、污水處理、軍事等領(lǐng)域。本發(fā)明制備方法簡單、成本低、適用范圍廣、應(yīng)用價(jià)值高。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]—種基于石墨稀/聚乙稀醇修飾的無紡布的制備方法，所述的制備方法按以下步驟進(jìn)行: