CN112981941B - 一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 - Google Patents
一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112981941B CN112981941B CN202110207697.XA CN202110207697A CN112981941B CN 112981941 B CN112981941 B CN 112981941B CN 202110207697 A CN202110207697 A CN 202110207697A CN 112981941 B CN112981941 B CN 112981941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fabric
- ultraviolet
- resistant
- graphene
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 143
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 20
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 12
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 11
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims description 6
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 38
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 4
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 4
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 4
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 description 4
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 4
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 4
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 4
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 4
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 4
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 4
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 101000579423 Homo sapiens Regulator of nonsense transcripts 1 Proteins 0.000 description 2
- 102100028287 Regulator of nonsense transcripts 1 Human genes 0.000 description 2
- 102100021087 Regulator of nonsense transcripts 2 Human genes 0.000 description 2
- 101710028540 UPF2 Proteins 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 206010042496 Sunburn Diseases 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- TUXJTJITXCHUEL-UHFFFAOYSA-N disperse red 11 Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=C(N)C(OC)=CC(N)=C3C(=O)C2=C1 TUXJTJITXCHUEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000675 fabric finishing Substances 0.000 description 1
- 238000009962 finishing (textile) Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000002633 protecting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000001044 red dye Substances 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/73—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof
- D06M11/74—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with carbon or compounds thereof with carbon or graphite; with carbides; with graphitic acids or their salts
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
- D06M10/001—Treatment with visible light, infrared or ultraviolet, X-rays
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
- D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M15/285—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acid amides or imides
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/32—Polyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
- D06M2200/25—Resistance to light or sun, i.e. protection of the textile itself as well as UV shielding materials or treatment compositions therefor; Anti-yellowing treatments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
本申请涉及抗紫外面料领域，更具体地说，它涉及一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法。抗紫外面料通过将面料浸轧抗紫外溶液，再经烘焙干燥制得，所述抗紫外溶液由包含如下重量份的原料制备得到：氧化石墨烯：3～5份；紫外吸收剂：0.5～1份；壳聚糖：5～10份；水：90～120份。本申请通过浸轧工艺在面料表面整理得到抗紫外层，显著提高面料的紫外线防护作用，且上述抗紫外层涂附较为牢固，不易脱落。
Description
技术领域
本申请涉及抗紫外面料领域，更具体地说，它涉及一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法。
背景技术
太阳光的紫外辐射不仅会导致织物老化，还可能晒伤人体皮肤，产生色斑甚至诱发癌变，危害性较大。然而常规面料织物对紫外线的防护能力较差，紫外光透过率高，因此，开发具有抗紫外性能的织物具有良好的前景。
如申请号为CN201810508653.9的中国专利申请中公开了一种新型抗紫外线面料,该面料包括抗紫外线层以及内层，所述抗紫外线层由珍珠纤维、竹纤维、苎麻纤维构成，其中珍珠纤维所占的质量比为40-50％，竹纤维所占的质量比为20-30％，苎麻纤维所占的质量比为12-20％；所述内层由天丝纤维、棉纤维以及麻纤维构成，其中天丝纤维所占的质量比为35-45％，棉纤维所占的质量比为25-30％，麻纤维所占的质量比为20-25％。
上述技术方案中的抗紫外面料采用具有紫外功效的纤维材料编织而得，但由于上述纤维材料的紫外屏蔽效果较差，导致面料的紫外线防护能力提升有限。
申请内容
为了进一步提高面料的紫外线防护作用，本申请提供一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法。充分利用石墨烯的紫外线屏蔽作用，有效降低面料的紫外光透过率。
第一方面，本申请提供的一种基于石墨烯的抗紫外面料，采用如下的技术方案：
一种基于石墨烯的抗紫外面料，所述抗紫外面料通过将面料浸轧抗紫外溶液，再经烘焙干燥制得，所述抗紫外溶液由包含如下重量份的原料制备得到：
氧化石墨烯：3～5份；
紫外吸收剂：0.5～1份；
壳聚糖：5～10份；
水：90～120份。
本申请通过浸轧-烘焙工艺将氧化石墨烯与紫外线吸收剂整理至面料表面，由于氧化石墨烯对紫外线具有吸收作用与反射阻抗作用，紫外线吸收剂也具有较好的紫外线吸收作用，两者形成的抗紫外线层，能够有效降低紫外线透过率，增强面料的防护阻隔作用。
壳聚糖具有粘接作用，其能够将氧化石墨烯与紫外线吸收剂牢固的吸附在面料表面，提高其耐水性与耐磨性，以延长面料抗紫外功能的有效周期。并且，壳聚糖分子量中含有大量氨基与羟基，因此，其能够与氧化石墨烯及面料纤维的活性基团键合产生氢键连接与静电吸附作用，有效提高氧化石墨烯的涂附牢固度。
另外，采用壳聚糖能够有效降低面料在后整理过程中，染料的热迁移及脱色的现象，增强了面料的色牢度。
优选的，所述抗紫外溶液还包括0.1～1份的聚丙烯酰胺。
一方面，聚丙烯酰胺具有润滑作用，能够降低流体阻力，改善氧化石墨烯在溶液中的分散性，提高抗紫外溶液的流平性，有利于提高面料的紫外线防护作用；另一方面，聚丙烯酰胺具有架桥吸附作用，能够增强氧化石墨烯与面料的吸附连接，进而提高氧化石墨烯的耐水性与耐磨性。
优选的，所述壳聚糖的脱乙酰度＞85％。
壳聚糖的脱乙酰度提高，其分子链上的胺基含量增加，带电基团于特性粘度也随之增加，有利于提高对氧化石墨烯、面料纤维的吸附连接作用，增强氧化石墨烯的涂附强度。
优选的，所述抗紫外溶液按照如下方法制备得到：
S101：将紫外吸收剂与水混合稀释，升温至40～50℃，加入壳聚糖，调节pH值为3～4，再以1～2℃/min的速率升温到95～110℃，保温并充分混合，制得预混液；
S102：向预混液中加入氧化石墨烯与聚丙烯酰胺，混合均匀，制得抗紫外溶液。
在酸性与高温加热环境下，有助于提高紫外线吸收剂与壳聚糖的溶解度，充分分散，从而提高面料的紫外线阻隔作用。
第二方面，本申请提供一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，包括如下步骤：
S201：采用二浸二轧工艺，将抗紫外溶液浸轧至面料上，轧余率为70～80％，得到浸轧面料；S202：将浸轧面料置于的高温下烘焙定型，烘焙时长为5～10min。
通过采用二浸二轧工艺，可将抗紫外溶液中的氧化石墨烯、紫外线吸收剂与壳聚糖充分的整理至面料纤维表面与纤维之间的缝隙内，从而形成紫外线阻隔层,显著地降低了面料的紫外光透过率。
优选的，步骤S201中，所述面料为经辐照处理的涤纶织物，所述辐照处理具体操作为：将涤纶织物于波长为180～330nm的紫外线下辐照5～10min，照射距离为30～50cm。
在紫外光辐照下，空气中的部分氧分子变成活性氧，并引起涤纶纤维表面的分子裂解，裂解后的分子能够结合活性氧，在涤纶表面产生活性分子，有助于其与壳聚糖、氧化石墨烯键合形成氢键，提高抗紫外层与面料连接的牢固度。
优选的，步骤S202中，所述烘焙温度为120～140℃。
当烘焙温度高于140℃时，容易导致染色面料纤维内部的染料分子发生热迁移，并由纤维内部迁移至纤维表面，导致面料色牢度下降，在水洗或摩擦外力下极易产生脱色现象；当烘焙温度小于120℃时，抗紫外溶液难以牢度的固化，影响抗紫外层的涂附强度。
优选的，步骤202中，在高温烘焙前，先将浸轧面料在60～70℃下烘干，然后置于还原剂溶液中浸渍1～2h。
采用还原剂将初步固化的氧化石墨烯还原，得到还原氧化石墨烯，可有效提高面料的抗紫外性能及抗静电性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过后整理将氧化石墨烯、紫外线吸收剂与壳聚糖整理至面料表面形成紫外线防护阻隔层，有效提高了面料的抗紫外性能。
2、本申请中优选采用聚丙烯酰胺与脱乙酰度大于85％的壳聚糖，有效的提高了氧化石墨烯及壳聚糖的分散性，从而提高了抗紫外层流平性，最终，有利于提高面料对紫外线的防护阻隔效果。
3、本申请的方法，通过采用紫外线对涤纶面料进行辐照处理，有效增强了抗紫外层与面料的粘接的牢固度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料制备例
制备例1，一种抗紫外溶液，各组分的选择及其相应含量如表1所示，且按照如下步骤制备得到：
S101：将紫外吸收剂与水混合稀释，升温至45℃，加入脱乙酰度为90％的壳聚糖，加入醋酸，调节pH值为3，再以1℃/min的速率升温到100℃，保温30min并搅拌，制得预混液；
S102：向预混液中加入氧化石墨烯与聚丙烯酰胺，混合均匀，制得抗紫外溶液。
制备例2，一种抗紫外溶液，与制备例1的区别在于，将各原料组分直接混合，并加入醋酸，调节pH值为3，搅拌均匀即可。
制备例3～5，一种抗紫外溶液，与制备例1的区别在于，各组分的选择及其相应含量如表1所示。
表1制备例1与制备例5中各组分的选择及其下相应含量(㎏)
表2各原料组分的厂家信息及产品信息
制备例6，一种抗紫外溶液，与制备例1的区别在于，步骤S102中采用螯合分散剂Goon-201替代聚丙烯酰胺。
制备例7，一种抗紫外溶液，与制备例1的区别在于，步骤S101中采用脱乙酰度为80％的壳聚糖。
制备例8，一种抗紫外溶液，与制备例1的区别在于，步骤S101中采用等量的水性聚氨酯溶液替代壳聚糖。
实施例
实施例1，一种基于石墨烯的抗紫外面料，按照如下方法制备得到：
S201：取一块涤纶面料，将其置于紫外光源下照射10min，照射距离为50cm,然后将其浸没于制备例1制得的抗紫外溶液中，采用的浴比为1:20，浸渍30min后，将涤纶面料取出并通过轧车进行轧压，轧车的辊间压力为0.1MPa,轧余率为70％；将上述操作重复一遍，即进行二浸二轧，得到浸轧面料；
S202：将浸轧面料置于60℃的温度下烘干干燥30min,然后放入质量浓度为10％的硼氢化钠溶液中，浸渍1h,取出后置于140℃的温度下烘焙定型，烘焙时长为10min，取出降至室温，制得抗紫外面料。
其中，步骤S201中采用的涤纶面料为采用一浴一步法进行染色后的涤纶面料，染料采用分散红染料；另外，紫外光源采用美国TEKTITE公司的3C-8100-UV型紫外光LED灯。
实施例2，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例2制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例3，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例3制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例4，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例4制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例5，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例5制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例6，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例6制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例7，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例7制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例8，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201的具体操作为：取一块涤纶面料，将其浸没于制备例1制得的抗紫外溶液中，采用的浴比为1:20，浸渍30min后，将涤纶面料取出并通过轧车进行轧压，轧车的辊间压力为0.1MPa,轧余率为70％；将上述操作重复一遍，即进行二浸二轧，得到浸轧面料；即不进行紫外光辐照，直接将涤纶面料置于抗紫外溶液中进行二浸二轧处理。
实施例9，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例8的区别在于，步骤S201中，采用制备例5制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
实施例10，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S202的具体操作为：将浸轧面料置于140℃的温度下烘焙定型，烘焙时长为10min，取出降至室温，制得抗紫外面料；即不采用还原剂进行还原，直接将浸轧面料进行高温烘焙处理。
实施例11，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S202中，烘焙温度为110℃。
实施例12，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S202中，烘焙温度为160℃。
对比例
对比例1，一种基于石墨烯的抗紫外面料，与实施例1的区别在于，步骤S201中，采用制备例8中制得的抗紫外溶液替代制备例1制得的抗紫外溶液。
对比例2，一种新型抗紫外面料，该面料包括抗紫外线层以及内层，所述抗紫外线层由珍珠纤维、竹纤维、苎麻纤维构成，其中珍珠纤维所占的质量比为50％，竹纤维所占的质量比为30％，苎麻纤维所占的质量比为20％；所述内层由天丝纤维、棉纤维以及麻纤维构成，其中天丝纤维所占的质量比为45％，棉纤维所占的质量比为30％，麻纤维所占的质量比为25％。
性能检测试验
试验1：面料抗紫外性能测试试验方法：采用Labsphere UV-1000F织物紫外测试仪对实施例1～12与对比例1～2制得的抗紫外面料进行测试，测得紫外线防护指数UPF1。每块布样测5次,取平均值，测试结果如表3所示。
试验2：面料耐摩擦色牢度测试与面料抗紫外层耐摩擦测试试样制备：在实施例1～12与对比例1～2制得的抗紫外面料中裁取尺寸为50mm×150mm的试样。
试验方法：参照GB/T 3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》中的测试标准进行测试，采用耐摩擦色牢度测试仪，将调湿后的摩擦布平放在摩擦头上,使摩擦布的经向与摩擦头的运行方向一致。运行速度为每秒1个往复摩擦循环,共摩擦10个循环。在干燥试样上摩擦的动程为104mm,施加的向下压力为9N。取下摩擦布,对其调湿,并去除摩擦布上可能影响评级的任何多余纤维。测得面料的湿摩擦色牢度，测试结果如表4所示。
且在测得其湿摩擦色牢度后，再次采用试验1中的试验方法对面料的紫外线防护指数UPF2，并计算得到N＝(UPF2/UPF1)×100％,N值越大，则面料抗紫外层的耐摩擦性能越高，测试结果如表3所示。
试验3：面料耐洗色牢度试验方法：参照GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》中的检测标准对面料的耐洗色牢度进行测定，皂洗次数为10次，测试结果如表4所示。
表3面料抗紫外性能测试与面料抗紫外层耐摩擦测试结果
表4面料耐摩擦色牢度测试结果
试验结果分析：
(1)结合实施例1～12和对比例1～2并结合表3可以看出，采用二浸二轧-烘焙工艺将氧化石墨烯、紫外线吸收剂与壳聚糖复配制成的抗紫外溶液整理至面料上，可显著提高面料的抗紫外性能，且整理后得到的抗紫外层涂附牢固度较高，不易脱落。其原因可能在于，氧化石墨烯与紫外线吸收剂具有优异的紫外线阻隔防护效果，有效减少紫外光的透过率，从而提高面料的UPF值，而壳聚糖具有分散作用与粘接作用，能够改善氧化石墨烯与紫外线吸收剂与面料的涂附强度。由于壳聚糖分子链上含有较多的氨基与羟基，显正电，一方面，其能够与面料纤维表面及氧化石墨烯上的活性基团键合形成氢键，起到连接作用；另一方面，氧化石墨烯带有较多负电荷，壳聚糖可与氧化石墨烯产生静电吸附作用，进一步提高氧化石墨烯在面料上的涂附强度，使得其在摩擦等外力作用下不易脱落。
(2)结合实施例1和实施例5～6并结合表3可以看出，在抗紫外溶液中添加聚丙烯酰胺，有利于提高面料的抗紫外性能与涂附牢固度。其原因可能在于，聚并烯酰胺具有增稠及润滑作用，能够减少流体之间的摩擦阻力，有助于改善溶液中悬浮物的分散性，进而改善面料上抗紫外层的流平性与均匀性，从而提高面料的抗紫外性能。另外，聚丙烯酰胺具有桥接作用，可起到连接氧化石墨烯与民面料纤维的作用，促使氧化石墨烯更为牢度的涂附在面料上。
(3)结合实施例1和实施例8～9并结合表3可以看出，在浸轧抗紫外溶液前，对涤纶面料进行紫外光辐照处理，有利于提高面料的抗紫外性能与抗紫外层的涂附牢固度。其原因可能在于，涤纶纤维经紫外光照射后，其表面的分子发生裂解，并与活性氧结合，在纤维表面形成能够与壳聚糖、聚丙烯酰胺键合的活性分子，使得面料上的壳聚糖分子更为致密，从而提高氧化石墨烯的附着量，最终，使得面料的抗紫外性能提高，抗紫外层的涂附强度增强。
(4)结合实施例1和实施例10并结合表3可以看出，采用还原剂溶液还原氧化石墨烯，可提高面料的抗紫外性能与抗紫外层的涂附牢固度。其原因可能在于，氧化石墨烯还原后，其表面的羧基、环氧基、羟基等基团极大的减少，使得其性能更为稳定，亲水性下降，在水洗等情况下不易脱落。
(5)结合实施例1和实施例11～12并结合表3、表4可以看出，对面料进行高温烘焙定型时，采用120～140℃的温度有利于与保障抗紫外层和染料的固着强度。其原因可能在于，当烘焙温度高于140℃时，容易导致染色面料纤维内部的染料分子发生热迁移，并由纤维内部迁移至纤维表面，导致面料色牢度下降，在水洗或摩擦外力下极易产生脱色现象；当烘焙温度小于120℃时，抗紫外溶液难以牢度的固化，影响抗紫外层的涂附牢固度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种基于石墨烯的抗紫外面料，其特征在于，所述抗紫外面料通过将面料浸轧抗紫外溶液，再经烘焙干燥制得，所述抗紫外溶液由包含如下重量份的原料制备得到：
氧化石墨烯：3～5份；
紫外吸收剂：0.5～1份；
壳聚糖：5～10份；
聚丙烯酰胺：0.1～1份；
水：90～120份；
所述壳聚糖的脱乙酰度＞85%；
所述抗紫外溶液按照如下方法制备得到：
S101：将紫外吸收剂与水混合稀释，升温至40～50℃，加入壳聚糖，调节pH值为3～4，再以1～2℃/min的速率升温到95～110℃，保温并充分混合，制得预混液；
S102：向预混液中加入氧化石墨烯与聚丙烯酰胺，混合均匀，制得抗紫外溶液。
2.如权利要求1中所述的一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S201：采用二浸二轧工艺，将抗紫外溶液浸轧至面料上，轧余率为70～80%，得到浸轧面料；
S202：将浸轧面料置于的高温下烘焙定型，烘焙时长为5～10min。
3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，其特征在于：步骤S201中，所述面料为经辐照处理的涤纶织物，所述辐照处理具体操作为：将涤纶织物于波长为180～330nm的紫外线下辐照5～10min，照射距离为30～50cm。
4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，其特征在于：步骤S202中，所述烘焙温度为120～140℃。
5.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗紫外面料的制备方法，其特征在于：步骤202中，在高温烘焙前，先将浸轧面料在60～70℃下烘干，然后置于还原剂溶液中浸渍1～2h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110207697.XA CN112981941B (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110207697.XA CN112981941B (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112981941A CN112981941A (zh) | 2021-06-18 |
| CN112981941B true CN112981941B (zh) | 2022-04-19 |
Family
ID=76350206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110207697.XA Active CN112981941B (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112981941B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116515353A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-08-01 | 速维工程技术股份有限公司 | 一种耐高温高强度压力管道及其生产工艺 |
| CN117604782A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 浙江梅盛新材料有限公司 | 一种防皱抗紫外超细纤维人造皮革及其制备方法与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102995394A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 常州大学 | 一种基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理剂及其制备方法和应用 |
| CN111764157A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-13 | 天津工业大学 | 基于氧化石墨烯/壳聚糖的压力衣面料抗菌整理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109853222B (zh) * | 2018-12-31 | 2021-06-29 | 盐城工学院 | 一种防紫外线棉织物的制备方法 |
| CN110818996A (zh) * | 2019-12-07 | 2020-02-21 | 界首市睿阳塑胶科技有限公司 | 一种共混改性制备防紫外线隔热膜材料的方法 |
| CN111441168A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-24 | 安徽龙宸纺织科技有限公司 | 一种提升锦纶面料耐摩擦耐紫外性能的加工方法 |
-
2021
- 2021-02-24 CN CN202110207697.XA patent/CN112981941B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102995394A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 常州大学 | 一种基于氧化石墨烯的染色、抗菌整理剂及其制备方法和应用 |
| CN111764157A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-13 | 天津工业大学 | 基于氧化石墨烯/壳聚糖的压力衣面料抗菌整理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112981941A (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112981941B (zh) | 一种基于石墨烯的抗紫外面料及其制备方法 | |
| CN104892832B (zh) | 一种微交联型聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵改性固色剂的制备方法 | |
| CN110230216B (zh) | 一种天然染料染色的莱赛尔纤维织物及其制备方法 | |
| CN101768883A (zh) | 一种无甲醛活性染料固色剂的制备方法 | |
| CN110904687B (zh) | 一种纯棉缎纹面料仿真丝整理剂及制备方法 | |
| CN114957975A (zh) | 一种环保型防水户外布及其制备方法 | |
| CN106832306B (zh) | 一种聚硅氧烷及其制备体系和聚硅氧烷-聚氨酯-二氧化钛混合涂料和该涂料的应用 | |
| CN114103330A (zh) | 一种可反射升温的羽绒服面料及其制备方法 | |
| Cai et al. | Ethylene glycol diglycidyl ether applied to crosslinking dyeing of cotton fabric with madder dye | |
| JP5506265B2 (ja) | 繊維用処理剤、抗菌抗かび性繊維製品の製造方法及び抗菌抗かび性繊維製品 | |
| CN110983756B (zh) | 一种棉织物面料的防紫外整理方法 | |
| CN109518496B (zh) | 一种亚麻织物的染色方法 | |
| CN110258141B (zh) | 一种提高醇类有机溶剂-水体系中活性染料固色率的方法 | |
| CN113047043A (zh) | 纺织品用远红外整理剂、半导体远红外纺织品的整理工艺 | |
| CN116356469A (zh) | 一种防油渍防水阻燃家纺面料及其制备方法 | |
| CN111809271A (zh) | 一种高性能纳米陶瓷抗紫外高隔热纤维及其制备方法 | |
| CN109554770B (zh) | 一种基于银纤维编制的导电隔热面料 | |
| CN114000343A (zh) | 一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺 | |
| Verma et al. | Optimization of reactive dyeing process for chitosan treated cotton fabric | |
| CN102899732A (zh) | 一种防紫外线的假发及其制备工艺 | |
| Saleemi et al. | Investigation of wash durability of silica nanoparticle coated 100% cotton reactive dyed fabric treated by sol-gel technique | |
| CN109537290B (zh) | 一种纺织品远红外整理剂及其制备方法 | |
| CN105401466B (zh) | 一种赤藓红对相变调温粘胶纤维的染色方法 | |
| CN109295769A (zh) | 一种具有防紫外辐射功能的丝绸的制备方法 | |
| CN110685151A (zh) | 一种具有反应活性的抗紫外整理剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |