CN115449954A - 一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及面料领域,公开了一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,包括以下步骤:步骤1,改性芳纶纤维的制备:(1)芳纶纤维的等离子体表面处理;(2)芳纶纤维的多巴胺处理;(3)芳纶纤维的改性处理;步骤2,经纱和纬纱的制备:由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱;步骤3,面料的制备:将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料。本发明的面料优点不仅在于使用了芳纶纤维,还有对芳纶纤维的改性所带来的额外效果,对比传统的芳纶面料,本发明的改性芳纶面料具有更好的吸湿性和抑菌性,特别还具有很好的抗紫外性能。

Description

一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法
技术领域
本发明涉及面料领域,具体涉及一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高,针织面料在人们的日常生活中占有更加重要的地位。目前的针织面料,要么就是由单一功能的纤维编织而成,要么就是由多层不同功能的纤维面料层构成,以实现多功能性能。但这种多功能面料大都比较厚,且多层复合在一起才能够实现多种功能,不仅制备上使面料整体的透气性变得很差,在炎热的季节时,使用或穿戴起来会非常的不方便;而且不同功能层之间的组合有时候并不能起到相应的效果。
因此,需要一种柔软透气、抗紫外线及抑菌功能的衣物来增强消费者的舒适感,因此本发明具有很强的现实意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现:
一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,改性芳纶纤维的制备:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理:
使用选定的芳纶纤维经过酒精的洗涤后,置于等离子体表面处理仪器内进行等离子体表面处理,得到芳纶纤维等离子体处理物;
(2)芳纶纤维的多巴胺处理:
将多巴胺盐酸盐与Tris盐酸盐溶液配置成溶液,然后将步骤(1)得到的芳纶纤维等离子体处理物加入其中处理,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
(3)芳纶纤维的改性处理:
先将咖啡酸与氯甲酸乙酯制备出中间产物,再加入多巴胺处理的芳纶纤维,经过缩合反应处理,得到改性芳纶纤维;
步骤2,经纱和纬纱的制备:
由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱;
步骤3,面料的制备:
将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料。
优选地,所述步骤1中芳纶纤维等离子体处理物的制备过程为:
将选定的芳纶纤维混合至酒精中,超声1-2h后,除去酒精,真空干燥后,置于等离子体表面处理仪器内,在高频电源下处理之后,通入惰性气体恢复至常压,取出芳纶纤维,即得到芳纶纤维等离子体处理物;
其中,酒精的浓度大于98wt%,芳纶纤维与酒精的混合质量比值是1:5-10;
优选地,所述等离子体表面处理仪器的电源功率设置为80-100W,处理时间为20-30min,真空度控制在100-200Pa。
优选地,所述芳纶纤维的型号为Kevlar-29,纤度为200D,断裂强度51N,比强度23cN/dtex,模量700cN/dtex。
优选地,所述步骤1中芳纶纤维的多巴胺处理过程为:
将多巴胺盐酸盐混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌8-12h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、多巴胺盐酸盐、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.19-0.38:10-20。
优选地,所述步骤1中芳纶纤维的改性处理过程为:
将咖啡酸与氯甲酸乙酯混合至二氯甲烷中,在冰水浴的条件下搅拌混合均匀,然后加入三乙胺,保温搅拌1-2h,反应结束后,升温至室温,使用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤至少三次,然后取有机相,得到中间产物;
其中,咖啡酸、氯甲酸乙酯、三乙胺、二氯甲烷的质量比值是1:1.8-2.0:1.8-2.0:10-20;
将多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺混合,超声均匀化处理,在冰水浴中搅拌至少半小时,然后边搅拌边加入中间产物,加入后继续搅拌2-4h,反应结束后,升温至室温,倒入反应液三倍体积的去离子水,调节pH至4.0,然后水洗至中性,干燥处理,得到改性芳纶纤维;
其中,多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺、中间产物、N,N-二甲基甲酰胺的质量比值是1:0.11-0.16:0.24-0.48:10-20。
优选地,所述步骤2的经纱的成分中,改性芳纶纤维的含量为67.4-78.7wt%,棉纤维的含量为21.3-32.6wt%。
优选地,所述步骤2的纬纱的成分中,改性芳纶纤维的含量为92.5-98.3wt%,氨纶纤维的含量为1.7-7.5wt%。
优选地,所述步骤2的经纱的线密度为15-20tex,纬纱的线密度为15-20tex。
优选地,所述步骤3制备的面料中,编织的方式为经纱和纬纱一上一下的相互交织成的平纹织造方式,其中,经纱密度为345-365根/10cm,纬纱密度为310-330根/10cm。
本发明的有益效果为:
1、本发明制作了一种抑菌抗紫外纺织面料,面料是由柔软透气的改性芳纶纤维和棉纤维混纺形成的经纱与改性芳纶纤维和氨纶纤维混纺形成的纬纱经过平纹编织得到。本发明的面料优点不仅在于使用了芳纶纤维,还有对芳纶纤维的改性所带来的额外效果,对比传统的芳纶面料,本发明的改性芳纶面料具有更好的吸湿性和抑菌性,特别还具有很好的抗紫外性能。
2、本发明在面料的制备中,使用的主要原料是芳纶纤维,芳纶纤维具有质地柔软、密度小、高强度、高模量和耐高温等优点,在经线的制备中使用吸湿较强的棉纤维与其复合,增强面料的吸湿性,在纬线的制备中使用手感柔软平滑、弹性好的氨纶与其复合,增强面料的弹性。
3、芳纶纤维抗紫外线能力差,因此在本发明中,对芳纶纤维进行了改性处理。包括先进行表面处理,使芳纶纤维的表面活化,然后再进行多巴胺包裹处理,使得芳纶纤维的表面包覆有大量的多巴胺,之后利用咖啡酸与芳纶纤维表面的多巴胺结合反应,使得咖啡酸能够包覆在芳纶纤维的表面,此外,咖啡酸与多巴胺合成的过程中会生成酰胺键(-CONH),进一步增强了芳纶纤维的亲水吸湿性和抑菌性。而最重要的是,相比较于直接使用咖啡酸或多巴胺处理的芳纶纤维材料,使用本发明的方法处理的芳纶纤维材料不仅具有更好的抗紫外效果,而且能够保持更长久的抗紫外性。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明,对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
芳纶纤维是由苯环、酰胺基及羰基相连并聚合而成的一种高性能合成纤维,具有质地柔软、密度小、高强度、高模量和耐高温的优点,但是高度规整的分子链排列结构及高结晶度使得纤维表面光滑且缺乏极性基团,因此虽然其本身具有一定的吸湿性(约6%),但是在后整理阶段却很难进一步通过助剂改善其性质;此外,芳纶纤维不耐晒,抗紫外线能力差,在长期受太阳光辐射时强力会大幅度降低,这会让它的使用寿命大大缩短。
多巴胺(DA,或3-羟酪胺,3,4-二羟苯乙胺)是内源性含氮有机化合物,为酪氨酸(芳香族氨基酸)在代谢过程中经二羟苯丙氨酸所产生的中间产物。在现有技术中,有使用多巴胺对于面料纤维进行改性的方法,从而使其具有一定的抗紫外性,但是基于原理探究基本上都是利用其聚合生成的聚多巴胺,聚多巴胺是天然黑色素的主要色素,具有良好的粘附性和生物稳定性,因此在抗紫外线方面具有一定的表现,但是首先聚多巴胺的粘性很强,在面料中吸附作用很强,在使用的过程中很容易吸附较多的杂质,其次聚多巴胺颜色为很浓重的黑色,在纤维面料的改性中多数只能作为深色面料使用。
咖啡酸存在于自然界的多种植物中,属于酚酸类化合物,具有较为广泛的抑菌和抗病毒活性,是目前其利用最多的功能。此外,咖啡酸还具有较强的抗氧化活性以及一定的紫外线吸收性能,但是目前只是将其应用于化妆品和医药领域中,在其他领域的开发利用仍不够充分。
由于芳纶纤维不耐晒,抗紫外线能力差,且抗菌性不足,因此本发明对其进行改性处理。现有技术中,对于纤维面料中有使用多巴胺对于纤维的抗紫外线性能进行改进,但是多数只是利用了聚多巴胺的性质,聚多巴胺却存在粘性过强且颜色过于浓重的问题。因此,本发明中尝试使用其他方式对芳纶纤维进行改性。
经过查阅,发现有现有技术将咖啡酸制备成助剂后处理面料,然而该后处理的面料只是利用了咖啡酸的抑菌性,与此同时后处理的方式也使得抑菌性能无法长久保持。基于此,本发明在最初的过程中尝试将咖啡酸应用于纤维材料上,发现其抗紫外线性能比较差;为了进一步增加抗紫外线性能而将多巴胺加入其中处理,但是发现抗紫外线性能虽然有所提升,但是仍然不足以满足需求。后续经过实验探索,本发明发现咖啡酸与多巴胺在纤维上结合后,结合产物在纤维上作用后不仅具有更强的抑菌性,还具有一定的抗紫外线性能,而且比单纯的加入咖啡酸或多巴胺的抑菌性和抗紫外线性能更强,此外在吸湿性能上也得到了改进。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,改性芳纶纤维的制备:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理:
将选定的芳纶纤维混合至酒精中,超声1h后,除去酒精,真空干燥后,置于等离子体表面处理仪器内,在高频电源下处理之后,通入惰性气体恢复至常压,取出芳纶纤维,即得到芳纶纤维等离子体处理物;
其中,酒精的浓度大于98wt%,芳纶纤维与酒精的混合质量比值是1:5;等离子体表面处理仪器的电源功率设置为100W,处理时间为20min,真空度控制在100-200Pa;芳纶纤维的型号为Kevlar-29,纤度为200D,断裂强度51N,比强度23cN/dtex,模量700cN/dtex。
(2)芳纶纤维的多巴胺处理:
将多巴胺盐酸盐混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌10h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、多巴胺盐酸盐、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.27:15。
(3)芳纶纤维的改性处理:
将咖啡酸与氯甲酸乙酯混合至二氯甲烷中,在冰水浴的条件下搅拌混合均匀,然后加入三乙胺,保温搅拌1h,反应结束后,升温至室温,使用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤至少三次,然后取有机相,得到中间产物;
其中,咖啡酸、氯甲酸乙酯、三乙胺、二氯甲烷的质量比值是1:1.8:2.0:10;
将多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺混合,超声均匀化处理,在冰水浴中搅拌至少半小时,然后边搅拌边加入中间产物,加入后继续搅拌3h,反应结束后,升温至室温,倒入反应液三倍体积的去离子水,调节pH至4.0,然后水洗至中性,干燥处理,得到改性芳纶纤维;
其中,多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺、中间产物、N,N-二甲基甲酰胺的质量比值是1:0.14:0.36:10。
步骤2,经纱和纬纱的制备:
由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,改性芳纶纤维的含量为73.2wt%,棉纤维的含量为26.8wt%。由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱,改性芳纶纤维的含量为95.7wt%,氨纶纤维的含量为4.3wt%;经纱的线密度为18tex,纬纱的线密度为20tex。
步骤3,面料的制备:
将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料;编织的方式为经纱和纬纱一上一下的相互交织成的平纹织造方式,其中,经纱密度为355根/10cm,纬纱密度为320根/10cm。
实施例2
一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,改性芳纶纤维的制备:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理:
将选定的芳纶纤维混合至酒精中,超声1-2h后,除去酒精,真空干燥后,置于等离子体表面处理仪器内,在高频电源下处理之后,通入惰性气体恢复至常压,取出芳纶纤维,即得到芳纶纤维等离子体处理物;
其中,酒精的浓度大于98wt%,芳纶纤维与酒精的混合质量比值是1:5;等离子体表面处理仪器的电源功率设置为80W,处理时间为20min,真空度控制在100-200Pa;芳纶纤维的型号为Kevlar-29,纤度为200D,断裂强度51N,比强度23cN/dtex,模量700cN/dtex。
(2)芳纶纤维的多巴胺处理:
将多巴胺盐酸盐混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌8h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、多巴胺盐酸盐、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.19:10。
(3)芳纶纤维的改性处理:
将咖啡酸与氯甲酸乙酯混合至二氯甲烷中,在冰水浴的条件下搅拌混合均匀,然后加入三乙胺,保温搅拌1h,反应结束后,升温至室温,使用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤至少三次,然后取有机相,得到中间产物;
其中,咖啡酸、氯甲酸乙酯、三乙胺、二氯甲烷的质量比值是1:1.8:1.8:10;
将多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺混合,超声均匀化处理,在冰水浴中搅拌至少半小时,然后边搅拌边加入中间产物,加入后继续搅拌2h,反应结束后,升温至室温,倒入反应液三倍体积的去离子水,调节pH至4.0,然后水洗至中性,干燥处理,得到改性芳纶纤维;
其中,多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺、中间产物、N,N-二甲基甲酰胺的质量比值是1:0.11:0.24:10。
步骤2,经纱和纬纱的制备:
由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,改性芳纶纤维的含量为67.4wt%,棉纤维的含量为32.6wt%。由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱,改性芳纶纤维的含量为92.5wt%,氨纶纤维的含量为7.5wt%;经纱的线密度为15tex,纬纱的线密度为15tex。
步骤3,面料的制备:
将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料;编织的方式为经纱和纬纱一上一下的相互交织成的平纹织造方式,其中,经纱密度为345根/10cm,纬纱密度为310根/10cm。
实施例3
一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,改性芳纶纤维的制备:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理:
将选定的芳纶纤维混合至酒精中,超声1-2h后,除去酒精,真空干燥后,置于等离子体表面处理仪器内,在高频电源下处理之后,通入惰性气体恢复至常压,取出芳纶纤维,即得到芳纶纤维等离子体处理物;
其中,酒精的浓度大于98wt%,芳纶纤维与酒精的混合质量比值是1:10;等离子体表面处理仪器的电源功率设置为100W,处理时间为30min,真空度控制在100-200Pa;芳纶纤维的型号为Kevlar-29,纤度为200D,断裂强度51N,比强度23cN/dtex,模量700cN/dtex。
(2)芳纶纤维的多巴胺处理:
将多巴胺盐酸盐混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌12h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、多巴胺盐酸盐、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.38:20。
(3)芳纶纤维的改性处理:
将咖啡酸与氯甲酸乙酯混合至二氯甲烷中,在冰水浴的条件下搅拌混合均匀,然后加入三乙胺,保温搅拌2h,反应结束后,升温至室温,使用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤至少三次,然后取有机相,得到中间产物;
其中,咖啡酸、氯甲酸乙酯、三乙胺、二氯甲烷的质量比值是1:2.0:2.0:20;
将多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺混合,超声均匀化处理,在冰水浴中搅拌至少半小时,然后边搅拌边加入中间产物,加入后继续搅拌4h,反应结束后,升温至室温,倒入反应液三倍体积的去离子水,调节pH至4.0,然后水洗至中性,干燥处理,得到改性芳纶纤维;
其中,多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺、中间产物、N,N-二甲基甲酰胺的质量比值是1:0.16:0.48:20。
步骤2,经纱和纬纱的制备:
由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,改性芳纶纤维的含量为78.7wt%,棉纤维的含量为21.3wt%。由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱,改性芳纶纤维的含量为98.3wt%,氨纶纤维的含量为1.7wt%;经纱的线密度为20tex,纬纱的线密度为20tex。
步骤3,面料的制备:
将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料;编织的方式为经纱和纬纱一上一下的相互交织成的平纹织造方式,其中,经纱密度为365根/10cm,纬纱密度为330根/10cm。
对比例1(未对芳纶纤维改性)
与实施例1制备过程相同,区别为步骤1中未对芳纶纤维改性。
对比例2(多巴胺改性的芳纶纤维)
与实施例1制备过程相同,区别为改性芳纶纤维的制备方法不相同。
在该对比例中,针对改性芳纶纤维的制备包括了实施例1中步骤1的(1)芳纶纤维的等离子体表面处理和(2)芳纶纤维的多巴胺处理;即最终得到的改性芳纶纤维为多巴胺改性的芳纶纤维。
对比例3(咖啡酸改性的芳纶纤维)
与实施例1制备过程相同,区别为改性芳纶纤维的制备方法不相同。
在该对比例中,针对改性芳纶纤维的制备过程包括:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理(与实施例1相同)
(2)芳纶纤维的咖啡酸处理:
将咖啡酸混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌10h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、咖啡酸、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.22:15。
为了能够更加清楚地说明本发明的内容,将本发明实施例1、对比例1、对比例2、对比例3中制备合成的面料做了进一步的产品性能检测,检测项目包括:
(1)抑菌性:检测参考标准GB/T 20944.3—2008的方法,通过计算抑菌率来表示抑菌性能。
(2)抗紫外线性:检测参考标准GB/T 18830-2009的方法,包括UVA(长波紫外线透过率)和UPF(紫外线防护系数值)。
(3)洗涤后的抗紫外和抑菌性能:洗涤是使用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)与自来水复配成的洗涤液洗涤10min后,再使用自来水冲掉表活剂,记为一个洗涤次数。
为了更加方便的比较,将检测得到的结果列入如下三线表内:
表1 不同制备方式得到面料的检测结果
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
UVA(长波紫外线透过率)(%) 2.4 13.7 3.5 12.3
洗涤30次后UVA(%) 2.8 13.9 5.7 12.8
UPF(紫外线防护系数值) 75 46 69 52
洗涤30次后UPF 72 45 60 49
抑菌性(金黄色葡萄球菌)(%) 99.6 77.8 82.4 99.2
抑菌性(大肠杆菌)(%) 99.9 74.9 81.7 99.9
洗涤30次后抑菌性(金黄色葡萄球菌)(%) 98.7 73.1 78.5 93.6
洗涤30次后抑菌性(大肠杆菌)(%) 99.9 71.2 75.6 95.7
从上面数据中分析,在抗紫外线方面,实施例1的面料具有的UVA(长波紫外线透过率)低至2.4%,远远小于市场上所要求的数值,且UPF(紫外线防护系数值)达到74,高于市场中的平均值,说明其抗紫外效果表现优秀,在经过30次洗涤后,抗紫外能力(UVA和UPF)变化较小,说明其还能够保持更长久的抗紫外性。相比之下,对比例2虽然有一定的抗紫外线能力,但是洗涤后变化幅度很大,且抗紫外线数值不如实施例1。在抑菌方面,实施例1的面料对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均超过99%,水洗后变化幅度也小于2%,而对比例3在前期抑菌率超过99%,但是水洗后抑菌效果下降幅度是超于实施例1的,说明抑菌持续率不如实施例1。综合来看,对比例2和对比例3无论在抗紫外以及抑菌方面的效果均有所欠缺,且经过洗涤后,效果下滑严重,从而从侧面说明本发明的实施例1具有更好的抗紫外和抑菌性能表现。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,改性芳纶纤维的制备:
(1)芳纶纤维的等离子体表面处理:
使用选定的芳纶纤维经过酒精的洗涤后,置于等离子体表面处理仪器内进行等离子体表面处理,得到芳纶纤维等离子体处理物;
(2)芳纶纤维的多巴胺处理:
将多巴胺盐酸盐与Tris盐酸盐溶液配置成溶液,然后将步骤(1)得到的芳纶纤维等离子体处理物加入其中处理,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
(3)芳纶纤维的改性处理:
先将咖啡酸与卤代甲酸酯制备出中间产物,再加入多巴胺处理的芳纶纤维,经过缩合反应处理,得到改性芳纶纤维;
步骤2,经纱和纬纱的制备:
由改性芳纶纤维和棉纤维经过混纺形成经纱,由改性芳纶纤维和氨纶纤维经过混纺形成纬纱;
步骤3,面料的制备:
将经纱和纬纱经过相互交叉编织得到抑菌抗紫外纺织面料。
2.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中芳纶纤维等离子体处理物的制备过程为:
将选定的芳纶纤维混合至酒精中,超声1-2h后,除去酒精,真空干燥后,置于等离子体表面处理仪器内,在高频电源下处理之后,通入惰性气体恢复至常压,取出芳纶纤维,即得到芳纶纤维等离子体处理物;
其中,酒精的浓度大于98wt%,芳纶纤维与酒精的混合质量比值是1:5-10。
3.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述等离子体表面处理仪器的电源功率设置为80-100W,处理时间为20-30min,真空度控制在100-200Pa。
4.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述芳纶纤维的型号为Kevlar-29,纤度为200D,断裂强度51N,比强度23cN/dtex,模量700cN/dtex。
5.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中芳纶纤维的多巴胺处理过程为:
将多巴胺盐酸盐混合至Tris盐酸盐溶液中,均匀混合后,加入芳纶纤维等离子体处理物,在常温条件下搅拌8-12h,然后滤出纤维,使用纯水冲洗三次后,真空干燥,得到多巴胺处理的芳纶纤维;
其中,Tris盐酸盐溶液在常温下pH=8.0,Tris盐酸盐溶液的浓度为0.1mol/L;芳纶纤维等离子体处理物、多巴胺盐酸盐、Tris盐酸盐溶液的质量比值是1:0.19-0.38:10-20。
6.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中芳纶纤维的改性处理过程为:
将咖啡酸与氯甲酸乙酯混合至二氯甲烷中,在冰水浴的条件下搅拌混合均匀,然后加入三乙胺,保温搅拌1-2h,反应结束后,升温至室温,使用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤至少三次,然后取有机相,得到中间产物;
其中,咖啡酸、氯甲酸乙酯、三乙胺、二氯甲烷的质量比值是1:1.8-2.0:1.8-2.0:10-20;
将多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺混合,超声均匀化处理,在冰水浴中搅拌至少半小时,然后边搅拌边加入中间产物,加入后继续搅拌2-4h,反应结束后,升温至室温,倒入反应液三倍体积的去离子水,调节pH至4.0,然后水洗至中性,干燥处理,得到改性芳纶纤维;
其中,多巴胺处理的芳纶纤维、三乙胺、中间产物、N,N-二甲基甲酰胺的质量比值是1:0.11-0.16:0.24-0.48:10-20。
7.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤2的经纱的成分中,改性芳纶纤维的含量为67.4-78.7wt%,棉纤维的含量为21.3-32.6wt%。
8.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤2的纬纱的成分中,改性芳纶纤维的含量为92.5-98.3wt%,氨纶纤维的含量为1.7-7.5wt%。
9.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤2的经纱的线密度为15-20tex,纬纱的线密度为15-20tex。
10.根据权利要求1所述的一种抑菌抗紫外纺织面料的制备方法,其特征在于,所述步骤3制备的面料中,编织的方式为经纱和纬纱一上一下的相互交织成的平纹织造方式,其中,经纱密度为345-365根/10cm,纬纱密度为310-330根/10cm。
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