CN109291565A - 一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法 - Google Patents

一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，属于环保新材料技术领域。本发明所制备的耐撕裂防水透气型织物使用具有多孔隙、强度高的竹浆纤维以及具有良好防水性的聚氨酯材料作为织物主体，用壳聚糖对竹浆纤维进行包覆修饰，与氧化竹浆纤维分子中活性醛基形成的共价键及氢键作用而交联于竹浆纤维的表面和内部微隙中，并在纤维上形成一层弹性薄膜，使得织物的耐撕裂能力能到提高，具有良好的防水透气性以及耐撕裂能力，能够将人体排出的汗蒸气快速吸收并排放到外界，调节衣服与人体间微气候，提高舒适性；还能减少织物的异味，与竹浆纤维协同作用减少细菌对织物的侵蚀，延长使用寿命。

Description

一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，属于环保新材料技术领域。
背景技术
在正常人的生理活动中，人体为了保持相对恒定的体温，当外界气候条件改变时，人体便会自发地通过改变自身的血液循环、汗腺活动及呼吸状态等生理活动来调节身体温度，以维持与环境间的湿热平衡。
但实际上大多数人的生理调节能力是非常有限的，在日常生活中，人体主要通过汗液蒸发来调节体温，如果所产生的汗液不能及时排放到外界，就会使织物与皮肤内的相对温度和相对湿度提高，人体就会产生不舒适感。在有风、寒冷天气下将导致人体散热过快，织物的保暖性差，而使体温过低。当外界环境条件的变化幅度超出人体所能调节的范围时，人体便无法适应外界环境，会导致身体的不适，更会引发疾病。因此在平日的生活中，我们经常需要借助于服装来保证人体皮肤与服装内层之间的“微环境”处于人体的生理调节范围之内。
防水透气功能纺织品，是指人体在运动过程中，能使人体产生的汗液蒸汽不在织物和皮肤之间积聚、冷凝，而是以织物为媒介传递到外界，从而实现纺织品防水透气的功能。它是一种集透气、防水、防风和保暖性能于一身的功能纺织品，与传统的不透气的“防水织物”相比，有两个明显的优点，第一，能减少汗液在皮肤与织物之间的积聚，避免了恶劣天气时服装内较多的水蒸汽凝聚，舒适感增强；第二，防水层将微汗和大汗所产生的蒸发热损失值降到最低，在某些条件下会给人以真正的生理舒适感。
众所周知，水滴的直径远大于水蒸汽分子的粒径，防水透气织物就是想通过设计，使织物的经纬纱线间的孔隙只允许水蒸汽分子通过织物，而水滴不能透过织物，从而实现防水透气功能的目的。目前基于这一原理设计的防水透气功能纺织品主要有超细高密纺织品，如棉高密织物、超细涤纶高密织物。这类织物的透湿、透气功能的实现主要来自于水蒸汽通过纱线间孔隙的毛细效应传递到织物的外部。这一类高密织物由于具有轻薄、防风、透气性好等特点，而深受体育运动人员和经常参加户外活动的人们所喜爱。但由于织物密度大，织物的撕裂性能差，生产成本高，加工困难，防水性能也不令人满意。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前的耐撕裂防水透气型织物撕裂性能差，防水性能不佳的问题，提出了一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取竹浆纤维并置入10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；
（2）将氧化竹浆纤维放入0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗3~5次，干燥后得到氧化竹浆纤维；
（3）取壳聚糖并将其置入0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；
（4）将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；
（5）将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；
（6）取正硅酸乙酯、无水乙醇和2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；
（7）取二甲基二氧乙基硅烷加入到二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；
（8）取反应物和N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；
（9）将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
步骤（1）所述竹浆纤维和高碘酸钠溶液的质量比为1:4。
步骤（2）所述氧化竹浆纤维和丙三醇溶液的质量比为2：5。
步骤（3）所述壳聚糖和乙酸溶液的质量比为1:10。
步骤（6）所述正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸溶液和氨水溶液的质量比为5:50:1:1。
步骤（7）所述二甲基二氧乙基硅烷和二氧化硅胶液的质量比为1:50。
步骤（8）所述反应物、N,N-二甲基甲酰胺和聚氨酯的质量比为20:2:5。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）竹浆纤维具有长纤维中孔结构，有很多孔隙，具有很强的透气吸湿性和耐磨性，能够将人体排出的汗蒸气快速吸收并排放到外界，调节衣服与人体间微气候，提高舒适性；聚氨酯材料具有防水保暖作用，将聚氨酯纤维布与壳聚糖竹浆纤维布复合在一起，能够使得防水性与透气性兼得；
（2）壳聚糖可以进入氧化竹浆纤维内部，与更多的活性醛基发生交联，有更多的壳聚糖与氧化竹浆纤维结合，与氧化竹浆纤维分子中活性醛基形成的共价键及氢键作用而交联于竹浆纤维的表面和内部微隙中，并在纤维上形成一层弹性薄膜，使得织物的耐撕裂能力能到提高；同时，壳聚糖的正电荷与微生物细胞膜表面的负电荷之间的相互作用，改变了微生物细胞膜的通透性，引起微生物细胞死亡，阻止微生物细菌对织物的侵蚀，达到抑菌、延长织物寿命的效果；
（3）本发明所制备的耐撕裂防水透气织物能够在防水的同时具有透气的效果，能够调节织物与人体间的微气候，提高舒适性，用壳聚糖进行包覆强化能够改善织物的耐撕裂能力，还能减少织物的异味，与竹浆纤维协同作用减少细菌对织物的侵蚀，延长使用寿命。
具体实施方式
取50~100g竹浆纤维并置入200~400g10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；将40~80g氧化竹浆纤维放入100~200g0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗3~5次，干燥后得到氧化竹浆纤维；取50~100g壳聚糖并将其置入500~1000g0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；取5~10g正硅酸乙酯、50~100g无水乙醇和1~2g2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入1~2g2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；取1~2g二甲基二氧乙基硅烷加入到50~100g二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；取40~80g反应物和4~8gN,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将10~20g聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
取50g竹浆纤维并置入200g10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；将40g氧化竹浆纤维放入100g0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗3次，干燥后得到氧化竹浆纤维；取50g壳聚糖并将其置入500g0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；取5g正硅酸乙酯、50g无水乙醇和1g2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入1g2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；取1g二甲基二氧乙基硅烷加入到50g二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；取40g反应物和4gN,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将10g聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
取75g竹浆纤维并置入300g10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；将60g氧化竹浆纤维放入150g0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗4次，干燥后得到氧化竹浆纤维；取75g壳聚糖并将其置入750g0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；取7g正硅酸乙酯、75g无水乙醇和1.5g2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入1.5g2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；取1.5g二甲基二氧乙基硅烷加入到75g二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；取60g反应物和6gN,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将15g聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
取100g竹浆纤维并置入400g10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；将80g氧化竹浆纤维放入200g0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗5次，干燥后得到氧化竹浆纤维；取100g壳聚糖并将其置入1000g0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；取10g正硅酸乙酯、100g无水乙醇和2g2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入2g2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；取2g二甲基二氧乙基硅烷加入到100g二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；取80g反应物和8gN,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将20g聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
去本发明制备的耐撕裂防水透气型织物及市售防水透气织物进行检测，具体检测结果如下表表1：
（1）检测方法：
取20m本发明制备的实例和对照例在规定的压差条件下，测定一定时间内垂直通过试样给定面积的气流流量，计算出透气率，评定标准为GB/T5453—1997。
采用YG(B)812－120型织物渗水性测定仪测量耐水压，根据GB/T4744—1997以织物承受的静水压表示水透过织物所遇到的阻力；
表1耐撕裂防水透气型织物性能表征
由表1可知，本发明制备的耐撕裂防水透气型织物，透气性好，防水性能佳，有良好的耐撕裂能力。

Claims (7)

1.一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，具体制作步骤为：
（1）取竹浆纤维并置入10g/L的高碘酸钠溶液，在40℃条件下避光氧化1h，得到氧化竹纤维；
（2）将氧化竹浆纤维放入0.1mol/L丙三醇溶液中浸泡30min，再用100g去离子水冲洗3~5次，干燥后得到氧化竹浆纤维；
（3）取壳聚糖并将其置入0.5mol/L乙酸溶液中，升温至80℃，搅拌后得到壳聚糖液；
（4）将氧化竹浆纤维放入壳聚糖液，在40℃条件下反应1h，得到反应纤维；
（5）将反应纤维取出并在80℃条件下预烘5min，然后在150℃条件下焙烘3min，再用100g去离子水浸泡24h，干燥后得到壳聚糖竹浆纤维；
（6）取正硅酸乙酯、无水乙醇和2mol/L盐酸溶液，在50℃条件下混合均匀，得到溶液A，然后向溶液A中加入2mol/L氨水溶液，得到二氧化硅胶液；
（7）取二甲基二氧乙基硅烷加入到二氧化硅胶液中，在50℃条件下反应24h，得到反应物；
（8）取反应物和N,N-二甲基甲酰胺混合均匀，超声2h，得到溶液B，然后将聚氨酯置入溶液B中超声搅拌2h，得到纺丝液；
（9）将纺丝液通过静电纺丝得到聚氨酯纤维，将壳聚糖竹浆纤维和聚氨酯纤维分别机织成布，得到壳聚糖竹浆纤维布和聚氨酯纤维布，将两块布通过层压工艺压制成一块布，得到耐撕裂防水透气型织物。
2.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述竹浆纤维和高碘酸钠溶液的质量比为1:4。
3.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氧化竹浆纤维和丙三醇溶液的质量比为2：5。
4.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述壳聚糖和乙酸溶液的质量比为1:10。
5.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述正硅酸乙酯、无水乙醇、盐酸溶液和氨水溶液的质量比为5:50:1:1。
6.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（7）所述二甲基二氧乙基硅烷和二氧化硅胶液的质量比为1:50。
7.如权利要求1所述的一种耐撕裂防水透气型织物的制备方法，其特征在于，步骤（8）所述反应物、N,N-二甲基甲酰胺和聚氨酯的质量比为20:2:5。
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