CN115198515A - 具有吸附酸性染料作用的无纺布及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有吸附酸性染料作用的无纺布及其制备方法和应用，首先采用水浴加热工艺制备胺基化纳米二氧化硅，然后再制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅；最后应用制备的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅对无纺布进行处理，处理后的无纺布具有对酸性染料有极强的吸附活性和更大的吸附量；同时由于端氨基能够大大提高表面正电荷数量、从而能够强而快速地吸附酸性染料分子，从而防止酸性染料吸附到其他衣物上，达到防止串色的效果，使得所处理后的无纺布在防止衣物洗涤串色方面的应用有了更高的性能。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料应用技术领域，尤其涉及一种具有吸附酸性染料作用的无纺布及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济飞速发展和生活水平的大幅度改善，人们对于衣物色彩的需求越来越旺盛，同时伴随着科技地不断进步，染料的种类及颜色变得更加丰富。然而在日常生活中，一直存在着颜色较深的织物在利用洗衣机清洗过程中染料容易脱离并分散在水中的问题，因而导致一起洗涤的其他织物被染色或者不同颜色的织物相互串色。清洗时需要将不同颜色织物分开洗涤才能防止串色，不仅费时，而且费力。
目前所采用的织物染料多为酸性染料，又称为阴离子染料。当游离的酸性染料分散在水体中时候容易被带有正电荷的阳离子基团吸附。专利公开号为CN107694522A的中国专利公开了一种含有有机硅季铵盐的纳米粒子及其制备方法，并且应用于解决衣物混洗时的串色问题。然而这个技术方案在高浓度或多种类染料情况下进行无纺布染色时的吸附效果受限，衣物混洗时的防串色效果依然不好。
因此在高浓度酸性染料情况下，对于大吸附量、强吸附效果的改性功能布料，尤其是无纺布类仍有很大需求要满足。
发明内容
针对上述待解决的技术难题，本发明旨在于提供大吸附量、强吸附力、高效的具有吸附酸性染料作用的无纺布，以及该无纺布的制备方法和应用，该吸色无纺布表现出高效强大的吸附能力，在高浓度、多衣物量情况下能够很好的吸附酸性染料，有效防止酸性染料吸附到其他衣物上、从而防止衣物洗涤时串色。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，包括如下步骤：
一、采用水浴加热工艺制备胺基化纳米二氧化硅；
二、制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅；
三、制备可吸附酸性染料的无纺布：
S31、取一定量的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅粒子加入环氧树脂乳液中，再加入固化剂；将无纺布进行浸轧处理，处理后的吸色布的轧余率为160％～210％；
S32、将上述无纺布依次在75℃～85℃的温度下烘2～4min，在100℃～120℃的温度下烘5～6min即可制得具有吸附酸性染料作用的无纺布。
进一步的，所述胺基化纳米二氧化硅的制备方法为：
S11、将10-20g纳米二氧化硅加入到100-200ml甲苯溶液中，通入氮气，搅拌均匀；
S12、加入20-40mol胺基三烷氧基硅烷，在水浴60-150℃，加热18-36小时；
S13、将上述溶液离心，利用乙醇多次洗涤，产物在真空干燥箱中常温干燥12小时，得胺基化纳米二氧化硅粉末。
进一步的，步骤S12中的胺基三烷氧基硅烷为胺丙基三乙氧基硅烷或二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的一种。
进一步的，步骤S12中的水浴加热温度为80-120℃，加热时间为24-36小时。
进一步的，所述超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的制备方法为：
S21、将步骤一制备的胺基化纳米二氧化硅10-20g粉末悬浮于300-400ml氯仿中，通入氮气，加入50-60mol多烯基砜，反应20-48小时；
S22、加入50-60mmol氨乙基哌嗪，反应36-50个小时；
S23、将上述溶液离心后分散到乙醇中，超声清洗30min离心，反复操作三次，最后得到超支化聚砜接支的纳米二氧化硅。
进一步的，步骤S22中加入的氨乙基哌嗪为55-60mmol，反应36-42个小时。
进一步的，步骤S32中无纺布两次烘干的时间间隔不长于3个小时。
采用上述任一项所述的制备方法制备得到具有吸附酸性染料作用的无纺布；该无纺布能够在织物印染、衣物洗涤、废水处理领域的创新应用，能够有效吸附溶液中的酸性染料，防止染色、洗涤时串色，或者吸附废水中的有害物质。
本发明具有如下有益效果：
本发明利用创新的方法制备出超支化聚砜接支纳米二氧化硅，制备方法稳定可控，纳米二氧化硅表面的接枝率高；制备的纳米二氧化硅具有高表面积和超支化聚砜胺的端胺基，然后再用超支化聚砜接支纳米二氧化硅对无纺布进行处理，处理后的无纺布具有对酸性染料有极强的吸附活性和更大的吸附量；同时由于端氨基能够大大提高表面正电荷数量、从而能够强而快速地吸附酸性染料分子，从而防止酸性染料吸附到其他衣物上，达到防止串色的效果，使得所处理后的无纺布在防止衣物洗涤串色方面的应用有了更高的性能。
综上所述，采用超支化聚砜接支纳米二氧化硅处理的无纺布具备更好的吸附活性，并且能够达到更好吸色效果。本发明具有极大的市场潜力，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的反应过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
将10g纳米二氧化硅加入到100ml甲苯溶液中，通入氮气，搅拌均匀；再加入20mol胺基三烷氧基硅烷，在水浴60℃，加热18小时；将上述溶液离心，乙醇多次洗涤，真空干燥箱中常温干燥12小时，得氨基化的纳米二氧化硅粉末；
将氨基化纳米二氧化硅15g粉末悬浮于300ml氯仿中，通入氮气，加入50mol多烯基砜，反应20小时，加入50mmol氨乙基哌嗪，反应36个小时；将上述溶液离心后分散到乙醇中，超声清洗30min离心，反复操作三次，最后得到超支化聚砜接支的纳米二氧化硅，制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的反应过程如图1所示。
取一定量的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅粒子加入环氧树脂乳液中，再加入固化剂；将无纺布进行浸轧处理，处理后依次在75℃的温度下烘2min，冷却至室温后，再在100℃的温度下烘5min即可制得具有吸附酸性染料的无纺布。
实施例2
将15g纳米二氧化硅加入到160ml甲苯溶液中，通入氮气，搅拌均匀；再加入35mol胺基三烷氧基硅烷，在水浴850℃，加热24小时；将上述溶液离心，乙醇多次洗涤，真空干燥箱中常温干燥12小时，得氨基化的纳米二氧化硅粉末；
将氨基化纳米二氧化硅15g粉末悬浮于300ml氯仿中，通入氮气，加入56mol多烯基砜，反应20小时，加入55mmol氨乙基哌嗪，反应36个小时；将上述溶液离心后分散到乙醇中，超声清洗30min离心，反复操作三次，最后得到超支化聚砜接支的纳米二氧化硅，制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的反应过程如图1所示。
取一定量的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅粒子加入环氧树脂乳液中，再加入固化剂；将无纺布进行浸轧处理，处理后依次在78℃的温度下烘1min，冷却至室温后，再在115℃的温度下烘6min即可制得具有吸附酸性染料的无纺布。
实施例3
将20g纳米二氧化硅加入到120ml甲苯溶液中，通入氮气，搅拌均匀；再加入20mol胺基三烷氧基硅烷，在水浴60℃，加热18小时；将上述溶液离心，乙醇多次洗涤，真空干燥箱中常温干燥12小时，得氨基化的纳米二氧化硅粉末；
将氨基化纳米二氧化硅20g粉末悬浮于300ml氯仿中，通入氮气，加入60mol多烯基砜，反应20小时，加入50mmol氨乙基哌嗪，反应36个小时；将上述溶液离心后分散到乙醇中，超声清洗30min离心，反复操作三次，最后得到超支化聚砜接支的纳米二氧化硅，制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的反应过程如图1所示。
取一定量的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅粒子加入环氧树脂乳液中，再加入固化剂；将无纺布进行浸轧处理，处理后依次在80℃的温度下烘3min，冷却至室温后，再在120℃的温度下烘5min即可制得具有吸附酸性染料的无纺布。
吸色率计算：
将上述实施例制备的无纺布各取20cm2分别放置于1L的烧杯中，在烧杯中加入等量的水，控制染料山德兰红MF-2BL的浓度，然后搅拌一段时间后，静置，拧干分离，检测吸色前后染料的浓度，计算烧杯中染料浓度的变化，同时与活性炭吸附对照组进行对比。
吸色率＝(C1-C0)/C0*100％，其中C0为吸色前的染料初始浓度，C1吸色后的染料平衡浓度。
将每组实验重复3次，取平均值。
具体检测的吸色率数据如表1所示，可见本发明制备的无纺布能够很好的吸附酸性染料：
表1
以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、采用水浴加热工艺制备胺基化纳米二氧化硅；
二、制备超支化聚砜接支的纳米二氧化硅；
三、制备可吸附酸性染料的无纺布：
S31、取一定量的超支化聚砜接支的纳米二氧化硅粒子加入环氧树脂乳液中，再加入固化剂；将无纺布进行浸轧处理，处理后的吸色布的轧余率为160％～210％；
S32、将上述无纺布依次在75℃～85℃的温度下烘2～4min，在100℃～120℃的温度下烘5～6min即可制得具有吸附酸性染料作用的无纺布。
2.根据权利要求1所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：所述胺基化纳米二氧化硅的制备方法为：
S11、将10-20g纳米二氧化硅加入到100-200ml甲苯溶液中，通入氮气，搅拌均匀；
S12、加入20-40mol胺基三烷氧基硅烷，在水浴60-150℃，加热18-36小时；
S13、将上述溶液离心，利用乙醇多次洗涤，产物在真空干燥箱中常温干燥12小时，得胺基化纳米二氧化硅粉末。
3.根据权利要求2所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S12中的胺基三烷氧基硅烷为胺丙基三乙氧基硅烷或二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的一种。
4.根据权利要求2所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S12中的水浴加热温度为80-120℃，加热时间为24-36小时。
5.根据权利要求1所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：所述超支化聚砜接支的纳米二氧化硅的制备方法为：
S21、将步骤一制备的胺基化纳米二氧化硅10-20g粉末悬浮于300-400ml氯仿中，通入氮气，加入50-60mol多烯基砜，反应20-48小时；
S22、加入50-60mmol氨乙基哌嗪，反应36-50个小时；
S23、将上述溶液离心后分散到乙醇中，超声清洗30min离心，反复操作三次，最后得到超支化聚砜接支的纳米二氧化硅。
6.根据权利要求5所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S22中加入的氨乙基哌嗪为55-60mmol，反应36-42个小时。
7.根据权利要求1所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布的制备方法，其特征在于：步骤S32中无纺布两次烘干的时间间隔不长于3个小时。
8.具有吸附酸性染料作用的无纺布，其特征在于：通过权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。
9.权利要求8所述的具有吸附酸性染料作用的无纺布在织物印染、衣物洗涤、废水处理领域的应用。
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| CN (1) | CN115198515A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140132976A (ko) * | 2013-05-09 | 2014-11-19 | 한국과학기술원 | 실리카 입자를 이용한 다공성의 하이퍼브랜치 폴리아미도아민 입자의 제조 방법 |
| CN107694522A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-16 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 含有有机硅季铵盐的纳米粒子及其制备方法和用途 |
| CN110964604A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-07 | 南京市检捷生物信息科技有限公司 | 一种衣物防串色洗涤剂 |
-
2022
- 2022-02-22 CN CN202210162819.2A patent/CN115198515A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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| Title |
|---|
| 王燕萍: "基于超支化聚合物的介孔二氧化硅的制备和改性", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 4, pages 020 - 77 * |
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