CN103410007B - 一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，包括：（1）将正硅酸四乙酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅氧烷、水和乙醇均匀混合，加入酸调节pH值至2-3，搅拌后加入pH指示剂，继续搅拌，再加入聚乙烯醇水溶液，得到溶胶整理液；（2）将织物在上述溶胶整理液中浸轧后，然后预烘、焙烘即得pH变色织物。本发明采用水-醇二元溶剂，可同时溶解亲水及疏水型pH指示剂，可在纳米尺度上实现与硅溶胶的均匀混合；本发明在织物表面形成三维杂化纳米硅溶胶膜，赋予织物“巢-栖”功能，包裹并固定指示剂分子，提高其稳定性。

Description

一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法
技术领域
本发明属于纺织品功能整理领域，特别涉及一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法。
背景技术
溶胶-凝胶法是近年来发展起来的一种合成有机/无机杂化聚合物多相体系的方法，通过烷氧基金属有机化合物[M(OR)4]的水解缩合，将细微的金属氧化物颗粒(SiO2，TiO2)复合到有机聚合物中，从而得到具有特殊性能的有机/无机杂化聚合物，呈现出化学惰性，无臭、无味、无毒、无腐蚀性，外观呈乳白或淡青色。目前，硅溶胶纺织品中的应用主要是抗菌涂层整理、缓释芳香整理、固色整理等，这些尝试为其在pH变色整理方面的实践提供了依据。
pH敏感型变色材料，是离子变色材料的一个分支，其颜色会根据pH值的变化发生变化。pH变色织物可应用于多种场合，如用于警告腐蚀性气体存在的防护服，指示伤口愈合情况的变色绷带，测量土壤pH值的农用纺织品等。
目前，主要是通过以pH指示剂对织物进行染色的方法制备pH变色纺织品。由于水溶性pH指示剂数量较少，仅有刚果红、甲基橙、硝氮黄等少数几种，所制得织物的可变色范围受到限制。此外，不同于商品染料，普通pH指示剂与织物间缺乏足够的亲和力，致使所染变色织物稳定性较差，指示剂容易被释放泄露出来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，该方法可以同时将亲水与疏水性pH指示剂整理至织物表面，并赋予指示剂足够的稳定性，避免其在使用过程中发生泄露。
本发明的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，包括：
（1）25℃下，将正硅酸四乙酯(TEOS)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅氧烷(GPTMS)、水和乙醇均匀混合，加入酸调节pH值至2-3，搅拌后加入pH指示剂，继续搅拌，再加入聚乙烯醇(PVA)水溶液，得到溶胶整理液；
（2）将织物在上述溶胶整理液中浸轧后，然后预烘、焙烘即得pH变色织物。
所述步骤（1）中加酸之后的搅拌时间为3～5小时，加指示剂后的搅拌时间为30分钟。
所述步骤（1）中的聚乙烯醇溶液的浓度为0.05g/mL。
所述步骤（1）中的正硅酸四乙酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅氧烷、醇与水的摩尔比为1:1:8:30～50。
所述步骤（1）中的pH指示剂为刚果红、甲基橙、甲基红、溴甲酚绿等中的一种或几种，所述pH指示剂的总用量与正硅酸四乙酯的摩尔比为1:200。
所述步骤（2）中的浸轧后的织物的带液率为80～100%。
所述步骤（2）中的织物为纤维素织物、化纤织物或混纺织物。
所述步骤（2）中的预烘温度为60℃，预烘时间为10～30分钟；焙烘温度为120℃，焙烘时间为60分钟。
有益效果：
(1)本发明采用水-醇二元溶剂，可同时溶解亲水及疏水型pH指示剂，可在纳米尺度上实现与硅溶胶的均匀混合。
(2)本发明在织物表面形成三维杂化纳米硅溶胶膜，赋予织物“巢-栖”功能，包裹并固定指示剂分子，提高其稳定性。
附图说明
图1为实施例1所得变色织物在不同pH值下反射光谱曲线；
图2为实施例1中不同pH值下的变色织物。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
25℃条件下，将2.75mLTEOS与2.75mLGPTMS溶解于11.5mL乙醇与2.5mL蒸馏水中，滴加0.01mol/L盐酸20mL调节pH值至2，其中TEOS、GPTMS、乙醇与水的摩尔比为1:1:8:40，搅拌4小时，加入溴甲酚绿0.084g，搅拌30分钟，加入0.05g/mL的PVA溶液5ml，搅拌30分钟。
将织物在上述整理液中二浸二轧,带液率80%，60℃烘干15分钟，120℃焙烘1小时，即可。
实施例2
25℃条件下，将2.75mLTEOS与2.75mLGPTMS溶解于11.5mL乙醇与18mL蒸馏水中，滴加0.01mol/L盐酸调节pH值至3，其中TEOS、GPTMS、乙醇与水的摩尔比为1:1:8:35，搅拌3小时，加入甲基红0.032g，搅拌30分钟，加入0.05g/mL的PVA溶液5ml，搅拌30分钟。
将织物在上述整理液中二浸二轧，带液率90%，60℃烘干20分钟，120℃焙烘1小时，即可。
实施例3
25℃条件下，将2.75mLTEOS与2.75mLGPTMS溶解于11.5mL乙醇与22mL蒸馏水中，滴加0.01mol/L盐酸调节pH值至2.5，其中TEOS、GPTMS、乙醇与水的摩尔比为1:1:8:50，搅拌5小时，加入甲基橙0.04g，搅拌30分钟，加入0.05g/mL的PVA溶液5ml，搅拌30分钟。
将织物在上述整理液中二浸二轧，带液率100%，60℃烘干30分钟，120℃焙烘1小时，即可。

Claims (8)

1.一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，包括：
(1)25℃下，将正硅酸四乙酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅氧烷、水和乙醇均匀混合，加入酸调节pH值至2-3，搅拌后加入pH指示剂，继续搅拌，再加入聚乙烯醇水溶液，得到溶胶整理液；
(2)将织物在上述溶胶整理液中浸轧后，然后预烘、焙烘即得pH变色织物；其中，焙烘温度为120℃，焙烘时间为60分钟。
2.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中加酸之后的搅拌时间为3～5小时，加指示剂后的搅拌时间为30分钟。
3.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的聚乙烯醇溶液的浓度为0.05g/mL。
4.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的正硅酸四乙酯、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲基硅氧烷、醇与水的摩尔比为1:1:8:30～50。
5.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的pH指示剂为刚果红、甲基橙、甲基红、溴甲酚绿中的一种或几种，所述pH指示剂的总用量与正硅酸四乙酯的摩尔比为1:200。
6.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的浸轧后织物的带液率为80～100％。
7.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的织物为纤维素织物、化纤织物或混纺织物。
8.根据权利要求1所述的一种纺织品的溶胶-凝胶pH变色整理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的预烘温度为60℃，预烘时间为10～30分钟。
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