一種礦物復合吸濕纖維紡織品及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種礦物復合吸濕纖維紡織品及其制備方法，涉及纖維材料技術領域。制備方法以聚酯纖維織物為基底，以聚多巴胺為粘接劑，采用溶液法將納米凹凸棒石礦物顆粒負載至聚酯纖維織物表面。該制備方法簡單高效，反應溫度低，安全性高，負載效果好，尤其適合大規模工業化生產制備。而且，材料來源廣泛且廉價易得、制備方式簡便、無毒環保等特點。制備得到的礦物復合吸濕纖維紡織品吸濕率為2.033％，相較于純PET織物吸濕率提升了19倍，且吸濕效果受溫度影響不大；速干方面，本發明專利技術制備得到的織物材料水分蒸發率為0.79g/h，具有快速蒸發水分的優異性能。可廣泛應用于運動服飾、環境除濕、生物醫學、可穿戴設備等領域。可穿戴設備等領域。可穿戴設備等領域。

【技術實現步驟摘要】
一種礦物復合吸濕纖維紡織品及其制備方法


[0001]本專利技術屬于纖維材料
，具體涉及一種礦物復合吸濕纖維紡織品及其制備方法。

技術介紹

[0002]在人類生活中，服裝作為人體與自然氣候之間的一層屏障，隨著外界氣候的變化，人們在僅靠生理調節達不到人體所需的“氣候”時，服裝作為人體行為調節，使人體能適應自然氣候變化；隨著人們生活水平的提高，著裝的舒適性與健康性逐漸成為要素。
[0003]多年來，聚酯纖維被大量用于制造服裝。以聚酯纖維為例，其是以聚對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯和乙二醇為原料經酯化或酯交換和縮聚反應而制得的成纖高聚物——聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，經紡絲和后處理制成的纖維。PET是一種半結晶熱塑性聚合物，具有理想的服裝材料性能，包括高拉伸強度和耐化學腐蝕性。同時，聚酯纖維具有較高的強度與彈性恢復能力，因此，其堅牢耐用、抗皺免燙，是合成纖維織物中耐熱性最好的面料。另外，聚酯纖維還具有優異的耐光性，耐霉菌性，不怕蟲蛀等優點。
[0004]然而，應用以PET為代表聚酯纖維的受到了其吸濕性低的限制，這會導致靜電電荷的產生，進而降低其他與舒適性、健康性相關的性能。因此，聚酯纖維的主要問題是吸濕性低，為了解決這個問題，研究人員已經在聚酯上引入了表面化學處理，以在不改變本體結構的情況下改善纖維的親水性。
[0005]最常用的聚酯改性方法之一是用氫氧化鈉堿水解。但是，這一過程中發生的鏈斷裂通常會導致機械性能大幅下降。因此，如何提高聚酯纖維改性后材料的穩定性，對于開發新一代大健康可穿戴織物、滿足人類對舒適性和健康性服裝的要求、人類的生命健康等具有重要意義。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于提供一種礦物復合吸濕纖維紡織品制備方法，以聚酯纖維織物為基底，以聚多巴胺為粘接劑，采用溶液法將納米凹凸棒石礦物顆粒負載至聚酯纖維織物表面，所述納米凹凸棒石占聚酯纖維織物質量的0
?
15％。
[0007]該制備方法簡單高效，反應溫度低，安全性高，負載效果好，尤其適合大規模工業化生產制備。
[0008]為實現上述目的，本專利技術提供一種礦物復合吸濕纖維紡織品制備方法，具體包括以下步驟：
[0009]聚酯纖維預處理：將聚酯纖維織物浸沒于洗滌液中，浸泡洗滌5
?
10min，以第一預設條件烘干備用；
[0010]制備PDA/PET織物：將預處理后的聚酯纖維浸沒于多巴胺溶液中，以第二預設條件攪拌反應，去離子水洗滌，以第三預設條件烘干，得到PDA/PET織物；
[0011]制備ATP溶液：將納米凹凸棒石分散于去離子水中，依次經過超聲處理和粉碎處
理，得到均勻分散的納米ATP溶液；
[0012]制備ATP/PDA/PET織物：將制備得到的PDA/PET織物置于納米ATP溶液中，以第四預設條件攪拌反應，即得ATP/PDA/PET織物。
[0013]其中，“制備PDA/PET織物”和“制備ATP溶液”，兩個步驟可同時進行，也可以按任意順序進行，“浸沒”是指將反應物完全浸入液體中。
[0014]在一優選的實施方式中，聚酯纖維預處理步驟中，所述洗滌液為乙醇與去離子水采用體積比1：(0.5
?
2)混勻制備；更優選的，乙醇與去離子水的體積比為1:1；所述第一預設條件為：在50
?
60℃條件下，烘干2
?
4h。
[0015]聚酯纖維預處理的目的是，清除聚酯纖維表面的灰塵或有機物，使聚酯纖維表面呈現光滑的纖維結構，利于后續多巴胺在其表面聚合。
[0016]在一優選的實施方式中，制備PDA/PET織物步驟中，所述多巴胺溶液濃度為2
?
4g/L，更優選的，多巴胺溶液濃度為3g/L；
[0017]所述聚酯纖維織物與多巴胺溶液的質量體積比為(0.005
?
0.01)：1，g/ml，更優選的，聚酯纖維織物與多巴胺溶液的質量體積比為0.006:1,g/ml。
[0018]本專利技術所述的多巴胺是一種含有二羥基苯基部分及其衍生物的有機分子，包括而不限于多巴(DOPA)、多巴胺(dopamine)、3,4
?
二羥基苯甲胺、3,4
?
二羥基苯甲醛、3,4
?
二羥基苯乙醛、3,4
?
二羥基苯甲酸或3,4
?
二羥基苯乙酸。
[0019]本專利技術中，多巴胺自聚合在聚酯纖維表面形成PDA，賦予材料表面粘附性的同時，增加表面的羥基，因此，若多巴胺溶液濃度低于前述范圍，則影響多巴胺在聚酯纖維表面的聚合，使其達不到粘結的效果；若濃度高于前述范圍，則過量的多巴胺影響ATP得羥基與聚酯纖維上的PDA相互作用形成氫鍵，從而使ATP的負載量下降。
[0020]在一優選的實施方式中，制備PDA/PET織物步驟中，所述第二預設條件為：以400
?
600rpm攪拌12
?
24h；所述第三預設條件為：在40
?
50℃條件下，烘干2
?
4h。
[0021]在一優選的實施方式中，制備ATP溶液步驟中，所述納米凹凸棒石為天然凹凸棒石破碎提純制得，其中納米凹凸棒石質量占比為90％以上，粒徑為20
?
60nm；
[0022]所述納米凹凸棒石與去離子水的質量體積比為(0.4
?
0.6)：1，g/L，更優選的，納米凹凸棒石與去離子水混合后，溶液濃度為0.5g/L
[0023]在一優選的實施方式中，制備ATP溶液步驟中，所述超聲處理條件為，在頻率40KHz條件下，超聲20
?
30min；所述粉碎處理條件為，采用細胞粉碎機在30W功率下，粉碎0.5
?
1h。
[0024]在一優選的實施方式中，制備ATP/PDA/PET織物步驟中，所述第四預設條件為：以400
?
600rpm攪拌20
?
24h。
[0025]以低轉速長時間攪拌可以幫助納米凹凸棒石更好的負載至PDA/PET織物表面。
[0026]本專利技術的另一目的在于提供一種礦物復合吸濕纖維紡織品，制備得到的紡織品通過接觸角、水滴鋪展時間、吸濕率等指標測試，證明相較于原聚酯纖維織物，其吸濕率與親水性都得到顯著的提升。
[0027]本專利技術的另一目的在于提供一種礦物復合吸濕纖維紡織品在運動服飾、環境除濕、生物醫學、可穿戴設備領域的應用。
[0028]與現有技術相比，根據本專利技術的一種礦物復合吸濕纖維紡織品及其制備方法具有如下優點：
[0029]1、本專利技術中，所用礦物顆粒納米凹凸棒石(ATP)是一種典型的天然納米礦物材料，具有一維棒狀結構，它的化學式的Mg5Si8O
20
(OH)2(OH2)4·
4H2O。ATP的晶體結構是2:1的層鏈，四面體的晶片角在其每個單元結構層中以一定的距離本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種礦物復合吸濕纖維紡織品制備方法，其特征在于，以聚酯纖維織物為基底，以聚多巴胺為粘接劑，采用溶液法將納米凹凸棒石礦物顆粒負載至聚酯纖維織物表面，所述納米凹凸棒石占聚酯纖維織物質量的0
?
15％。2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：聚酯纖維預處理：將聚酯纖維織物浸沒于洗滌液中，浸泡洗滌5
?
10min，以第一預設條件烘干備用；制備PDA/PET織物：將預處理后的聚酯纖維浸沒于多巴胺溶液中，以第二預設條件攪拌反應，去離子水洗滌，以第三預設條件烘干，得到PDA/PET織物；制備ATP溶液：將納米凹凸棒石分散于去離子水中，依次經過超聲處理和粉碎處理，得到均勻分散的納米ATP溶液；制備ATP/PDA/PET織物：將制備得到的PDA/PET織物置于納米ATP溶液中，以第四預設條件攪拌反應，即得ATP/PDA/PET織物。3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，聚酯纖維預處理步驟中，所述洗滌液為乙醇與去離子水采用體積比1：(0.5
?
2)混勻制備；所述第一預設條件為：在50
?
60℃條件下，烘干2
?
4h。4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，制備PDA/PET織物步驟中，所述多巴胺溶液濃度為2
?
4g/L，聚酯纖維織物與多巴胺溶液的質量體積比為(0.005
?
0.01)：1，g/ml。5.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張以河，佟望舒，張瀟，馮峰，
申請(專利權)人：中國地質大學北京，
類型：發明
國別省市：