CN111074367A - 一种结构生色丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：(1)制备粒径均一的纳米球体微粒；(2)将所述纳米球体微粒悬浮分散于聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；(3)将所述粘性流体采用静电纺丝工艺制备得到一种结构生色丝。本发明制备的产品不用进行染整就可以具备不同的颜色，制备方法及条件简单、生产效率高、成本和能耗低，具有较大的应用前景。

Description

一种结构生色丝的制备方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，更具体的说是涉及一种结构生色丝的制备方法。
背景技术
目前使纺织品产生颜色的主要途径是通过在纺织品上施加有色物质(染料或颜料)来实现，是有色物质对光产生选择性吸收作用的结果，被称之为色素色。而自然界中的蓝天、彩虹、蝴蝶翅膀、孔雀羽毛、贝壳和各类光彩夺目的宝石等，是以特定组织的物理结构对光的散射、色散、干涉或衍射等作用来产生颜色，被称之为结构色。结构色通常具有高亮度、高饱和度、虹彩现象、永不褪色等优点，只要材料的结构稳定，其颜色不会消减。模拟自然界中的微结构，将其应用于纺织品的仿生结构生色，可制备出具有虹彩效应(颜色随观察角度的变化而变化的效果)、灵动如生的新型生态纺织品，将会有非常广阔的市场前景。
用于提高色素生色纺织品的固色剂可分为阳离子聚合物型固色剂、树脂型固色剂和反应交联型固色剂三大类，其作用机理主要是：1)阳离子固色剂封闭阴离子染料的水溶性基团；2)高分子固色剂成膜包覆染料；3)带反应性的固色剂与染料进行反应。上述原理都是针对染料性质而起作用的，因而适用于色素着色纺织品，不适用于结构生色纺织品。但是目前关于结构生色丝的制备方法研究较少以及制备的产品还未能达到工业应用的要求。
因此，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构生色丝的制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种结构生色丝的制备方法，本发明制备的产品不用进行染整就可以具备不同的颜色，制备方法及条件简单、生产效率高、成本和能耗低，具有较大的应用前景。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径均一的纳米球体微粒；
(2)将所述纳米球体微粒悬浮分散于聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；
(3)将所述粘性流体采用静电纺丝工艺制备得到一种结构生色丝。
结构生色丝的颜色取决于球体的大，因为微粒的尺寸大小与可见光的波长相近，每根纤维中堆积的球体微粒形成的网格组成了能反射特定的狭窄范围的波长的光的晶体，从而制造出了几乎纯的颜色，直径220nm的球体产生的是绿色纤维，直径246nm的球体得到的是红色纤维，直径280nm的球体得到的则是紫红色纤维，并且本发明能避免染料带来的环境问题，具有显著的进步。
优选地，步骤(1)中所述纳米球体微粒为乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸、乙烯-聚氨酯二丙烯酸酯-丙烯酸、乙烯-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-丙烯酸中的任一三元共聚物。
优选地，步骤(1)中所述纳米球体微粒为乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物。
优选地，步骤(1)中所述纳米球体微粒的直径为150-350nm。
优选地，步骤(2)中所述悬浮分散采用超声处理50-90min。
优选地，所述超声的温度为40-50℃。
优选地，步骤(2)中所述聚乙烯醇溶液的浓度为70-80％。
优选地，步骤(2)中所述纳米球体微粒与聚乙烯醇溶液的质量体积比为(4-8)g:(75-100)ml。
优选地，步骤(3)中所述静电纺丝工艺的电场电压为5-10KV，针头与接收平板之间的距离为10-20cm。
本发明所制备的结构生色丝，其结构中的微球与微球间有较强的粘结作用力，因而具有较强的结构稳定性、结构色的耐久性和高饱和度。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明制备的产品不用进行染整就可以具备不同的颜色，制备方法及条件简单、生产效率高、成本和能耗低，具有较大的应用前景。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径为150nm的粒径均一的乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物纳米球体微粒；
(2)将纳米球体微粒超声悬浮分散于70％聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；超声的温度为40℃，超声处理时间为50min，纳米球体微粒与70％聚乙烯醇溶液的质量体积比为4g:75ml；
(3)将粘性流体采用静电纺丝设备制备结构生色丝，设备的电场电压为5KV，针头与接收平板之间的距离为10cm，最后将制备得到的结构生色丝进行清洗、干燥后，即得到一种显色的结构生色丝。
实施例2
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径为350nm的粒径均一的乙烯-聚氨酯二丙烯酸酯-丙烯酸三元共聚物纳米球体微粒；
(2)将纳米球体微粒超声悬浮分散于80％聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；超声的温度为50℃，超声处理时间为90min，纳米球体微粒与80％聚乙烯醇溶液的质量体积比为8g:100ml；
(3)将粘性流体采用静电纺丝设备制备结构生色丝，设备的电场电压为10KV，针头与接收平板之间的距离为20cm，最后将制备得到的结构生色丝进行清洗、干燥后，即得到一种显色的结构生色丝。
实施例3
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径为220nm的粒径均一的乙烯-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-丙烯酸中三元共聚物纳米球体微粒；
(2)将纳米球体微粒超声悬浮分散于80％聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；超声的温度为50℃，超声处理时间为90min，纳米球体微粒与80％聚乙烯醇溶液的质量体积比为8g:100ml；
(3)将粘性流体采用静电纺丝设备制备结构生色丝，设备的电场电压为10KV，针头与接收平板之间的距离为20cm，最后将制备得到的结构生色丝进行清洗、干燥后，即得到一种显色的结构生色丝。
实施例4
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径为246nm的粒径均一的乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物纳米球体微粒；
(2)将纳米球体微粒超声悬浮分散于70％聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；超声的温度为40℃，超声处理时间为50min，纳米球体微粒与70％聚乙烯醇溶液的质量体积比为4g:75ml；
(3)将粘性流体采用静电纺丝设备制备结构生色丝，设备的电场电压为5KV，针头与接收平板之间的距离为10cm，最后将制备得到的结构生色丝进行清洗、干燥后，即得到一种显色的结构生色丝。
实施例5
一种结构生色丝的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒径为280nm的粒径均一的乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物纳米球体微粒；
(2)将纳米球体微粒超声悬浮分散于70％聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；超声的温度为40℃，超声处理时间为50min，纳米球体微粒与70％聚乙烯醇溶液的质量体积比为4g:75ml；
(3)将粘性流体采用静电纺丝设备制备结构生色丝，设备的电场电压为5KV，针头与接收平板之间的距离为10cm，最后将制备得到的结构生色丝进行清洗、干燥后，即得到一种显色的结构生色丝。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备粒径均一的纳米球体微粒；
(2)将所述纳米球体微粒悬浮分散于聚乙烯醇溶液中，得到粘性流体；
(3)将所述粘性流体采用静电纺丝工艺制备得到一种结构生色丝。
2.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述纳米球体微粒为乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸、乙烯-聚氨酯二丙烯酸酯-丙烯酸、乙烯-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-丙烯酸中中的任一三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述纳米球体微粒为乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述纳米球体微粒的直径为150-350nm。
5.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述悬浮分散采用超声处理50-90min。
6.根据权利要求5所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，所述超声的温度为40-50℃。
7.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述聚乙烯醇溶液的浓度为70-80％。
8.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述纳米球体微粒与聚乙烯醇溶液的质量体积比为(4-8)g:(75-100)ml。
9.根据权利要求1所述的一种结构生色丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述静电纺丝工艺的电场电压为5-10KV，针头与接收平板之间的距离为10-20cm。
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