CN107201657B - 一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料领域，且特别涉及一种凹土/海藻酸钠有机‑无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法。本发明提供的一种凹土/海藻酸钠有机‑无机杂化材料在对涤纶织物进行改性中的应用，将海藻酸钠溶液与凹土溶液在50‑70℃混合后，连续搅拌固化制得的凹土/海藻酸钠有机‑无机杂化材料，通过考察凹土/海藻酸钠有机‑无机杂化材料用于对涤纶织物改性时的抗紫外性能、力学性能以及透气性，表明这种凹土/海藻酸钠有机‑无机杂化材料能够有效地应用于对涤纶织物改性，并且提高涤纶织物的抗紫外性能，且涤纶织物的力学性能和透气性不会降低太多。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，且特别涉及一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法。
背景技术
现在人们生活水平日益提高，穿衣不仅仅追求穿暖，而最主要的是穿的舒适、美观。这就需要对织物进行功能处理，使其获得多重功能，满足人们不同需求，从而赋予织物更高的附加值。
目前，制备具有紫外线防护功能的纺织品的研究尚未出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用，其具有紫外线防护功能。
本发明的另一目的在于提供一种涤纶织物整理方法，操作简单，整理后的涤纶织物性能得到改善。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提供了一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用。
本发明提供了一种涤纶织物整理方法，在40-45℃的条件下，将涤纶织物浸泡在凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间30-40min，取出后烘干。
本发明有益效果是：
本发明提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法，将海藻酸钠溶液与凹土溶液在50-70℃混合后，连续搅拌固化制得的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过考察凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料用于对涤纶织物改性时的抗紫外性能、力学性能以及透气性，表明这种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料能够有效地应用于对涤纶织物改性，并且提高涤纶织物的抗紫外性能，且涤纶织物的力学性能和透气性不会降低太多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1制备得到的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的扫描电镜图；
图2为本发明实施例2制备得到的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的在纤维细度分析仪下的观察图；
图3为本发明实施例3制备得到的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的在纤维细度分析仪下的观察图；
图4为本发明实施例4制备得到的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的在纤维细度分析仪下的观察图；
图5为本发明实施例5制备得到的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面对本发明实施例的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法进行具体说明。
S1、制备凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料。
凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料包括凹土芯材以及海藻酸钠壁材。
S1.1、制备凹土溶液。
进一步地，凹土溶液是在35-45℃时，将凹土在恒温搅拌的同时加入到的溶剂中制备得到。上述溶剂为水或者六偏磷酸钠水溶液。
在本发明一可选的实施例中，凹土溶液是将凹土在电磁搅拌的同时加入到35-45℃的水中制备得到。具体地，选用40℃的温水，恒温搅拌下加入凹土，利用电磁搅拌器搅拌24小时制备得到凹土溶液。
在本发明另一可选的实施例中，将水浴锅设置为40℃，配置一定浓度的六偏磷酸钠水溶液，恒温搅拌下加入凹土，选择固液比为1:50，充分搅拌后制备得到凹土溶液待用。
应理解，上述采用六偏磷酸钠水溶液溶解凹土，制备凹土溶液的具体操作是本领域技术人员所熟知的。可以根据具体的需要选择合适弄得的六偏磷酸钠水溶液。
进一步地，凹土是凹凸棒黏土的简称，又名坡缕石，是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐为主的黏土矿，化学式为Si8O20Mg5(Al)(OH)2(H2O)4·4H2O，其基本结构单元为两层硅氧四面体与一层镁(铝)氧八面体构成的棒状单晶。以下是凹土的组成及化学结构：
凹土属天然一维纳米材料。凹土表面的Si-O键和Al-O键发生水解破裂可产生表面电荷，破键水解产生的R-OH上的羟基(-OH)具有酸碱两性。
凹土独特的结构赋予了其吸附、催化、填充、吸收紫外线和抑菌等性能。将凹土用于凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的制备，能够有效地发挥其特性，从而用于解决因有机或无机材料的固有缺陷使得织物功能的持久性不强、缓释性较差等问题，进而可应用于后续对织物进行改性。
进一步地，凹土溶液的浓度对制备凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的稳定性有较大的影响。
在本发明一可选的实施例中，凹土溶液的浓度2g/L～25g/L。能够制得稳定性能良好的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，并且将其固化烘干后得到的材料的表面形态以及粒径良好。
S1.2、制备海藻酸钠溶液。
进一步地，海藻酸钠溶液是将海藻酸钠，在搅拌的同时加入到35-45℃的水中制备得到。海藻酸钠溶液的浓度3g/L～25g/L。
进一步地，制备海藻酸钠溶液时，连续搅拌1.5-2.5小时。
在本发明一可选的实施例中，海藻酸钠溶液是这样制备的：海藻酸钠是天然植物胶的盐类，先将水温升至40℃，然后边快速搅拌边将海藻酸钠均匀的加入，撒入不能过快或过多，以防止溶解不及时而结成团块，从而使溶解速度迅速降低，连续搅拌2小时，隔夜静置去除气泡，将海藻酸钠溶解后，可以加水稀释到所需的浓度和质量。
进一步地，将海藻酸钠溶液与凹土溶液混合前，还向海藻酸钠溶液中加入乳化剂。
进一步地，乳化剂是将曲拉通溶液在35-45℃，磁力搅拌0.5-1.5小时后，降温至15-25℃后，静置除去气泡制备得到。
在本发明一可选的实施例中，具体地曲拉通溶液是这样制备的：利用40℃的磁力搅拌下加入适量的曲拉通X-100，然后连续搅拌1小时得到曲拉通溶液，并降温到20℃静置去除气泡。
进一步地，曲拉通溶液是通过在50-60℃的石蜡液体中加入曲拉通，搅拌30分钟后，制备得到。
在本发明另一可选的实施例中，具体地曲拉通溶液是这样制备的：在瓶子中加入合适的液体石蜡，加热到60℃，然后再加入适量的曲拉通X-100，高速搅拌30分钟，液体是石蜡为淡黄色(溶液C)。溶液C降温到20℃。
S1.3、将海藻酸钠溶液与凹土溶液混合。
具体地，海藻酸钠溶液与凹土溶液在50-70℃混合，海藻酸钠溶液与所述凹土溶液的体积比0.5～4。
应理解，上述将海藻酸钠溶液与凹土溶液混合时的顺序是不限定的。上述将海藻酸钠溶液与凹土溶液混合时可以选择将海藻酸钠溶液加入到凹土溶液中进行混合，也可以选择将凹土溶液加入到海藻酸钠溶液中进行混合。
进一步地，将上述的凹土溶液与海藻酸钠溶液混合时，在50-70℃混合，连续搅拌固化0.5-2.5小时。
在本发明一可选的实施例中，在60℃的海藻酸钠溶液中加入适量的凹土溶液，并高速搅拌1.5小时。
在本发明一可选的实施例中，分别采用浓度为5g/L、7.5g/L、10g/L、12.5g/L、15g/L的凹土与20g/L的海藻酸钠溶液在50℃水浴下充分搅拌。
S1.4、固化。
向海藻酸钠溶液与凹土溶液混合后的混合溶液中加入固化剂，在35-45℃搅拌20-40分钟后，加热至水分蒸发。
在本发明一可选的实施例中，上述的固化剂选择CaCl2。具体地，向海藻酸钠溶液与凹土溶液混合后的混合溶液中逐步加入氯化钙溶液，维持温度在40℃，温和搅拌半小时。然后温度逐步增加，将水分逐步蒸发。
进一步地，将制得的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊放在铝样品台上烘干。
应理解，进一步地可以根据本领域常用的方法再经盐酸、氢氧化钠调节PH值后制备凹土微胶囊。
S2、将凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料应用于对涤纶织物进行改性。
在本发明一可选的实施例中，涤纶织物整理方法是这样的：在40-45℃的条件下，将涤纶织物浸泡在上述制得的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间30-40min，取出后在烘箱中烘干。
对涤纶织物的抗紫外性能、力学性能、透气性进行改性并进行检测。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过以下步骤制得：其是这样制备的：
溶液体积为1L一定时，配制25g/L的海藻酸钠溶液和3g/L的凹土溶液，按1.6L的海藻酸钠溶液与0.4L的凹土溶液在50℃水浴下充分搅拌，将复合物用不同孔径的针头以匀速滴到氯化钙溶液中，连续搅拌固化0.5小时，制得凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊。
实施例2
本实施例提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过以下步骤制得：其是这样制备的：
分别采用浓度为5g/L、7.5g/L、10g/L、15g/L、25g/L的海藻酸钠与7g/L的凹土溶液在50℃水浴下充分搅拌，以CaCl2为固化剂，将复合物用不同孔径的针头以匀速滴到氯化钙溶液中，连续搅拌固化1.5小时，制得凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊，分别标记为a、b、c、d、e。
实施例3
本实施例提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过以下步骤制得：其是这样制备的：
分别采用浓度为2g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L的凹土与20g/L的海藻酸钠溶液在60℃水浴下充分搅拌，以CaCl2为固化剂，将复合物用不同孔径的针头以匀速滴到氯化钙溶液中，连续搅拌固化2.5小时，制得凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊，分别标记为a、b、c、d、e、f。
实施例4
本实施例提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过以下步骤制得：其是这样制备的：
分别采用浓度为10g/L、15g/L、20g/L、25g/L的凹土溶液分别与浓度为5g/L、7.5g/L、10g/L、12.5g/L的海藻酸钠溶液在70℃水浴下充分搅拌，以CaCl2为固化剂，将复合物用不同孔径的针头以匀速滴到氯化钙溶液中，连续搅拌固化2.5小时，制得凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊，分别标记为a、b、c、d。
实施例5
本实施例提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过以下步骤制得：其是这样制备的：
利用40℃的磁力搅拌下加入适量的曲拉通X-100,然后连续搅拌1小时得到溶液A，并降温到20℃静置去除气泡。将溶液A与凹土溶液的比例分别为2:8、4:6、5:5、6:4、8:2分配。制得凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊，分别标记为a、b、c、d、e。
实验例一
对本发明的实施例1制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊进行扫描电镜表征。得到SEM照片。具体地，请参照图1，图中是在偏光显微镜放大1000倍下，微球切开内壁的表面形态，其中海藻酸钠比例大，凹土比例小，整个凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料微胶囊粒子的表面形态稳定。
实验例二
对本发明的实施例2制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊在纤维细度分析仪下观察。具体地，请参照图2，可以看出，当凹土浓度一定时，海藻酸钠浓度度越接近凹土浓度时，微胶囊粒子明显增多，且浓度接近1:2时，微胶囊粒子大小越圆，分布均匀，表面形态稳定。
实验例三
对本发明的实施例3制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊在纤维细度分析仪下观察。具体地，请参照图3，图中可以看出凹土浓度越低，微胶囊粒子越少，随着凹土浓度的增加，越接近海藻酸钠浓度时，微胶囊粒子明显增多。整个凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料微胶囊粒子的表面形态稳定。
实验例四
对本发明的实施例4制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊在纤维细度分析仪下观察。具体地，请参照图4，图中可以看出相同溶液体积下，芯材与壁材是1:2时，微胶囊粒子明显增多，且粒子大小较均匀，微球在不断缓释，微粒逐渐变为球形、颗粒或谷粒形，整个凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料微胶囊粒子的表面形态稳定。
实验例五
对本发明的实施例4制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊进行扫描电镜表征。得到SEM照片。具体地，请参照图5，经过扫描电子显微镜扫描之后，微胶囊的表面特征。整个凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料微胶囊粒子的表面形态稳定。
实验例六
将本发明的实施例1、2、3、4、5制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊用于对涤纶织物进行改性。对涤纶织物的抗紫外性能进行考察。
在40℃的条件下，将涤纶织物浸泡在凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间30min，取出后在烘箱中烘干。
利用南通三思纺织科技有限公司的YG902C防紫外透过及防晒保护测试仪，按照GB/T18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》测定整理涤纶织物的防紫外线效果，分别用紫外线透过率(UVA、UVB)和紫外线防护系数(UPF)表示。
紫外线是一种电磁波，照射到织物上，一部分被吸收，一部分被反射，一部分透过，透过的紫外线可能会使皮肤老化、干燥，甚至有致癌的危险，因此有效减少紫外透过率，提高织物的抗紫外性能是非常必要的。
表1 各个实施例对涤纶织物的抗紫外性能的影响
由上表可以看出，涤纶织物织物的UPF值由原样的16.3上升到57.6，说明经过该凹土微胶囊整理后的涤纶织物抗紫外性能得到提高。因此，可以判断：这种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料能够有效地应用于对涤纶织物改性，并且提高涤纶织物的抗紫外性能。
实验例七
将本发明的实施例1、2、3、4、5制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊用于对涤纶织物进行改性。对涤纶织物的力学性能进行考察。
在45℃的条件下，将涤纶织物浸泡在凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间40min，取出后烘干。
利用YG026B型电子织物强力机按照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能1：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定真丝织物的拉伸强力。测试方法：扯边纱条样法：将一定尺寸(长度为30cm)的织物试样扯去边纱到规定的宽度(5cm)，夹持长度为250mm，拉伸速度为200mm/min，采样频率为500次/min，预加张力为0.05cN/dtex，实验次数3次。
表2 各个实施例对涤纶织物的力学性能的影响
由上表可以看出，涤纶织物经向和纬向的断裂强度均有下降，但是涤纶织物的断裂伸长率增加。说明将这种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料应用于对涤纶织物进行改性时，对涤纶织物的力学性能的降低影响不大。
实验例八
涤纶织物吸湿性差，在一般大气条件下，回潮率只有0.4％左右，其织品易洗快干，具有“洗可穿”的美称。将本发明的实施例1、2、3、4、5制备得到凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料的微胶囊用于对涤纶织物进行改性。对涤纶织物的透气性进行考察。
在42℃的条件下，将涤纶织物浸泡在凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间35min，取出后烘干。
利用YG461L型透气性能测试仪按照GB/T5453-1997规定的实验发法，使得织物透气仪测定织物再一定压力差条件下，单位时间内通过织物的空气量，从而求得织物的透气性能。
表3 各个实施例对涤纶织物的透气性的影响
由上表可以看出，涤纶织物的透气性有的降低，有的增高，但是整体影响不大。说明将这种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料应用于对涤纶织物进行改性时，不会对涤纶织物的透气性降低太多。
综上所述，本发明提供的一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用以及涤纶织物整理方法，将海藻酸钠溶液与凹土溶液在50-70℃混合后，连续搅拌固化制得的凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料，通过考察凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料用于对涤纶织物改性时的抗紫外性能、力学性能以及透气性，表明这种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料能够有效地应用于对涤纶织物改性，并且提高涤纶织物的抗紫外性能，且涤纶织物的力学性能和透气性不会降低太多。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料在对涤纶织物改性中的应用；所述凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料是通过以下步骤制得：
将海藻酸钠溶液与凹土溶液在50-70℃混合后，搅拌固化，对固化得到的产物采用盐酸和氢氧化钠调节pH 值；所述凹土溶液的浓度2g/L～25g/L，所述海藻酸钠溶液的浓度3g/L～25g/L，所述海藻酸钠溶液与所述凹土溶液的体积比0.5～4。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述海藻酸钠溶液是将海藻酸钠，在搅拌的同时加入到35-65℃的水中制备得到。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，制备所述海藻酸钠溶液时，连续搅拌1.5-2.5小时。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述凹土溶液是在35-45℃时，将凹土在恒温搅拌的同时加入到的溶剂中制备得到。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述溶剂为水或者六偏磷酸钠水溶液。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述海藻酸钠溶液与所述凹土溶液混合前，还向所述海藻酸钠溶液中加入乳化剂。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述乳化剂是将曲拉通溶液在35-45℃，磁力搅拌0.5-1.5小时后，降温至15-25℃后，静置除去气泡制备得到。
8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述海藻酸钠溶液与所述凹土溶液混合后的混合溶液滴加到固化剂溶液中固化。
9.一种涤纶织物整理方法，其特征在于，在40-45℃的条件下，将涤纶织物浸泡在凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料溶液中，浸渍时间30-40min，取出后烘干；所述凹土/海藻酸钠有机-无机杂化材料是通过以下步骤制得：将海藻酸钠溶液与凹土溶液在50-70℃混合后，搅拌固化，对固化得到的产物采用盐酸和氢氧化钠调节pH 值；所述凹土溶液的浓度2g/L～25g/L，所述海藻酸钠溶液的浓度3g/L～25g/L，所述海藻酸钠溶液与所述凹土溶液的体积比0.5～4。
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| 经凹土胶体粒子整理的真丝织物的抗菌抗紫外性能;刘艳等;《印染助剂》;20130331;第30卷(第3期);第31-33、42页 * |
| 缓释铜的凹土/海藻酸钠复合微球的制备及性能测试;徐婷婷等;《化工进展》;20131231;第32卷(第2期);第410-413页 * |
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