CN115074989B - 一种超疏水的莱赛尔面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超疏水的莱赛尔面料及其制备方法。该面料可采用如下方法制得：首先，将莱赛尔面料进行等离子体辐照处理；其次，莱赛尔面料的氧化处理；最后，采用等离子技术使2‑(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯与莱赛尔面料反应，制得超疏水的莱赛尔面料。本发明制备的超疏水的莱赛尔面料的表面含有低表面能物质氟元素，水滴在莱赛尔面料的表观接触角范围分别在161°～163之间，其表现很好的超疏水性；经过10次水洗后，莱赛尔面料的疏水性能仍没有明显减弱。
Description
技术领域
本发明属于面料的制备技术领域，具体涉及一种超疏水的莱赛尔面料及其制备方法。
背景技术
随着社会生活水平的提高，多功能纺织品的市场需求在日益增强，其中，具有超疏水功能的纺织品越来越受到消费者的青睐。具有超疏水功能的纺织品不仅可应用于医疗、军用等领域，在日常生活中也应用广泛，如：帐篷、伞和防护服等。
莱赛尔面料由莱赛尔纤维纺织而成的面料，被称为天丝。莱赛尔面料不仅具有天然纤维棉花的舒适性、手感好、易染色等特点，还具有粘胶纤维不具备的环保功能。传统的粘胶纤维再制造过程中会释放二氧化硫、硫化氢等有害气体，不仅对人体有害，而且还污染环境。莱赛尔纤维的制备方法是采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂直接溶解纺丝浆粕，经干喷-湿纺纺丝工艺制备得到。
经文献调查研究表明，目前对织物的超疏水性能的研究较多，如：中国发明专利申请号201610987952.6公布了一种超疏水纤维材料及其制备方法：该专利将纳米材料混合液附着在纤维材料表面，通过真空活化处理，得到超疏水纤维材料；中国发明专利申请号201811142552.0公布了一种超疏水莱赛尔纤维的制备方法：其特征是制备了一种低表面能物质长链脂肪醇，然后将长链脂肪醇与棉浆粕溶于N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液制得纺丝液；纺丝液进入纺丝系统，喷出的丝线在空气中呈垂直拉伸，进入凝固浴槽，凝固成纤维；纤维再经过醇洗、漂白、水洗、上油和烘干等工艺制备得到超疏水莱赛尔纤维。
当前，制备超疏水面料的方法主要有自组装法、溶胶-凝胶法和气相沉积法等，这些方法大部分在面料纤维的表面进行修饰或改性，其制备工艺复杂、设备要求高。莱赛尔面料具有优异的性能，其在很多领域应用广泛，如果将其赋予超疏水的性能，其一定会发挥更大的作用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的在于提供一种超疏水的莱赛尔面料及其制备方法。
本发明的目的在于提供一种超疏水的莱赛尔面料，该超疏水的莱赛尔面料具有超疏水、抗菌、环保等特点；该面料可采用如下方法制得：首先，将莱赛尔面料进行等离子体辐照处理；其次，莱赛尔面料的氧化处理；最后，采用等离子技术使2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯与莱赛尔面料反应，制得超疏水的莱赛尔面料。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，包含以下步骤：
(1)莱赛尔面料的辐照处理：将莱赛尔面料放置于离等离子体喷枪口50～70cm的距离进行Ar等离子体辐照处理。
优选地，所述处理条件为：辐照功率60～120W，辐照时间3～5min。
(2)莱赛尔面料的氧化处理：将步骤(1)处理的莱赛尔面料放置于含双氧水和自来水的混合溶液中室温下处理，处理时间为5～15分钟。
优选地，所述双氧水、莱赛尔面料和自来水的用量比为1mL∶(10～20)g∶(200～400)mL。
(3)等离子技术制备：将步骤(2)处理的莱赛尔面料浸入2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液，浸入时间为5～15分钟，取出干燥；将莱赛尔面料放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，使等离子体设备空腔的压强控制为20～30Pa，开启等离子体设备射频放电按钮；放电结束后，取出样品，水洗，制得超疏水莱赛尔面料。
优选地，所述莱赛尔面料和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯的用量比为1g∶(20～40)mL。
优选地，所述干燥时间为60～90分钟，干燥温度为55～65℃。
优选地，所述射频功率为300～500W，放电时间为20～40分钟。
本发明具有如下显著特点：
(1)2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯具有聚合反应性能，其一般在引发剂条件下发生聚合反应；本申请的发明人意外地发现，在较高的射频功率和放电时间下，采用等离子技术其可以与莱赛尔纤维发生聚合反应。该技术可以将2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯接枝于莱赛尔面料表面，接枝了氟元素的莱赛尔面料表面的表面能明显降低，其表现明显的疏水性。
(2)本申请的发明人意外地发现，Ar为惰性气体，经Ar等离子体处理后的莱赛尔面料，表面会发生刻蚀，纤维比表面积会增加，从而表面粗糙度明显增强，有利于其疏水性的提高。
(3)本申请的发明人意外地发现，莱赛尔面料的氧化处理有利于其与2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯的接枝反应效率，即有利于莱赛尔面料疏水性的提高。
(4)本发明制备的超疏水的莱赛尔面料的表面含有低表面能物质氟元素，水滴在莱赛尔面料的表观接触角范围分别在161°～163之间，其表现很好的超疏水性；经过10次水洗后，莱赛尔面料的疏水性能仍没有明显减弱。
(5)本发明制备的超疏水的莱赛尔面料经过10次水洗，其超疏水性能没有被明显减弱，这表明：低表面能物质能氟元素牢固地附着于莱赛尔面料表面。
(6)本发明制备的超疏水的莱赛尔面料的原料来源广泛，制备工艺简单，具有很好的市场推广前景。
具体实施方式
以下所述实施例和对比例详细说明了本发明。
实施例1
在本实施例中，一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莱赛尔面料的辐照处理：将莱赛尔面料放置于离等离子体喷枪口60cm的距离进行Ar等离子体辐照处理，辐照功率90W，辐照时间4min。
(2)莱赛尔面料的氧化处理：将15g步骤(1)处理的莱赛尔面料放置于含1mL双氧水和300mL自来水的混合溶液中室温下处理，处理时间为10分钟。
(3)等离子技术制备：将10g步骤(2)处理的莱赛尔面料浸入300mL2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液，浸入时间为10分钟，取出干燥，干燥时间为75分钟，干燥温度为60℃；将莱赛尔面料放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，使等离子体设备空腔的压强控制为25Pa，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为400W，放电时间为30分钟；放电结束后，取出样品，水洗，制得超疏水莱赛尔面料。
实施例2
在本实施例中，一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莱赛尔面料的辐照处理：将莱赛尔面料放置于离等离子体喷枪口50cm的距离进行Ar等离子体辐照处理，辐照功率60W，辐照时间3min。
(2)莱赛尔面料的氧化处理：将10g步骤(1)处理的莱赛尔面料放置于含1mL双氧水和200mL自来水的混合溶液中室温下处理，处理时间为10分钟。
(3)等离子技术制备：将10g步骤(2)处理的莱赛尔面料浸入200mL2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液，浸入时间为5分钟，取出干燥，干燥时间为60分钟，干燥温度为55℃；将莱赛尔面料放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，使等离子体设备空腔的压强控制为20Pa，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为300W，放电时间为20分钟；放电结束后，取出样品，水洗，制得超疏水莱赛尔面料。
实施例3
在本实施例中，一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)莱赛尔面料的辐照处理：将莱赛尔面料放置于离等离子体喷枪口70cm的距离进行Ar等离子体辐照处理，辐照功率120W，辐照时间5min。
(2)莱赛尔面料的氧化处理：将20g步骤(1)处理的莱赛尔面料放置于含1mL双氧水和400mL自来水的混合溶液中室温下处理，处理时间为10分钟。
(3)等离子技术制备：将10g步骤(2)处理的莱赛尔面料浸入400mL2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液，浸入时间为15分钟，取出干燥，干燥时间为90分钟，干燥温度为65℃；将莱赛尔面料放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，使等离子体设备空腔的压强控制为30Pa，开启等离子体设备射频放电按钮，射频功率为500W，放电时间为40分钟；放电结束后，取出样品，水洗，制得超疏水莱赛尔面料。
对比例A
以实施例1为对比，在本实对比例中，不对莱赛尔面料辐照处理，即：将步骤(1)不予实施，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例B
以实施例1为对比，在本实对比例中，不对莱赛尔面料进行氧化处理，即：不实施步骤(2)，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例C
以实施例1为对比，在本实对比例中，降低射频功率，即：将步骤(3)中的“射频功率为400W”改为“射频功率为40W”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
对比例D
以实施例1为对比，在本对比例中，减少放电时间，即：将步骤(3)中的“放电时间为30分钟”改为“放电时间为3分钟”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施。
超疏水性能测试：
为了更好地检测本发明中制备的超疏水的莱赛尔面料的超疏水性，选取本发明中上述具体实施例1～3和对比例A～D制备得到的超疏水的莱赛尔面料a、b、c、d、e、f、g。采用XG-CAMA1基本型接触角测试仪测定水滴在超疏水的莱赛尔面料表面的表观接触角，测试试样不少于30个，取测试平均值。参照GB/T 20944.1-2007耐洗色牢度试验机洗涤方法对待测面料进行标准洗涤，测试初始样品和洗涤10次后样品的超疏水性能，测试结果如表1所示。
表1水滴在实施例1～3和对比例A～D制备得到的莱赛尔面料a、b、c、d、e、f和g的表观接触角
| 表观接触角(°) | a | b | c | d | e | f | g |
| 未水洗 | 162.4 | 162.7 | 161.5 | 113.5 | 100.5 | 93.7 | 104.5 |
| 水洗10次 | 153.7 | 154.5 | 156.4 | 90.6 | 88.4 | 68.0 | 91.3 |
从表1可见，莱赛尔面料未水洗时，水滴在实施例1～3制备得到的莱赛尔面料a、b、c的表观接触角范围在161°～163°之间。经过10次水洗后，面料a、b、c的疏水性能仍没有明显减弱。由此可以认为，本发明制备的莱赛尔面料具有超疏水性。对比例A-C制备的超疏水的莱赛尔面料d、e、f和g的超疏水性明显较差，这表明：莱赛尔面料的辐照处理、莱赛尔面料的氧化处理、射频功率、放电时间均对莱赛尔面料的超疏水性能有重要影响。
Claims (3)
1.一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
（1）莱赛尔面料的辐照处理：将莱赛尔面料放置于离等离子体喷枪口50～70cm的距离进行Ar等离子体辐照处理；
（2）莱赛尔面料的氧化处理：将步骤（1）处理的莱赛尔面料放置于含双氧水和自来水的混合溶液中室温下处理，处理时间为5～15分钟；
（3）等离子技术制备：将步骤（2）处理的莱赛尔面料浸入2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液，浸入时间为5～15分钟，取出干燥；将莱赛尔面料放入等离子体设备空腔，通入氩气，排除其中的空气；抽真空，使等离子体设备空腔的压强控制为20～30Pa，开启等离子体设备射频放电按钮；放电结束后，取出样品，水洗，制得超疏水莱赛尔面料；
步骤（1）中所述处理条件为：辐照功率60～120W，辐照时间3～5 min；
步骤（3）中所述莱赛尔面料和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯溶液的用量比为1g∶（20～40）mL；所述干燥时间为60～90分钟，干燥温度为55～65℃；所述射频功率为300～500W，放电时间为20～40分钟。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水的莱赛尔面料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述双氧水、莱赛尔面料和自来水的用量比为1mL∶（10～20）g∶（200～400）mL。
3.一种超疏水的莱赛尔面料，其特征在于，采用权利要求1～2中任一项所述方法制备而成。
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- 2022-08-01 CN CN202210917841.3A patent/CN115074989B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115074989A (zh) | 2022-09-20 |
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