阅读说明：本技术 一种吸湿速干纺织品的制备方法 (Preparation method of moisture-absorbing and quick-drying textile ) 是由 杜卫强 于 2020-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种吸湿速干纺织品的制备方法,属于纺织品材料技术领域。本发明以棉纤维掺杂石墨烯纤维为原料,得到面料基体,以聚四氟乙烯为主体,结合氧化石墨烯和纳米二氧化硅,制备出一种微孔薄膜,将微孔薄膜与制备的面料基体复合,制备出一种吸湿速干纺织品；制备的微孔薄膜利用微孔孔径介于水分子,空气分子最大直径与水滴分子的最小直径之间的一层薄膜,然后再将薄膜与外层织物复合,于是面料就有了防水透气并且速干的功效,采用这种原理的面料,发挥作用的是那带有微孔的薄膜,它既起到防泼水的作用还起到透气的作用；微孔薄膜能将水分迅速转移到衣服的表面,通过空气流通将汗水蒸发,从而达到速干的目的。(The invention relates to a preparation method of a moisture-absorbing quick-drying textile, belonging to the technical field of textile materials. The method comprises the steps of taking cotton fibers doped with graphene fibers as raw materials to obtain a fabric substrate, taking polytetrafluoroethylene as a main body, combining graphene oxide and nano-silica to prepare a microporous film, and compounding the microporous film with the prepared fabric substrate to prepare the moisture-absorbing quick-drying textile; the prepared microporous film utilizes a layer of film with the pore diameter of micropores between the maximum diameter of water molecules and air molecules and the minimum diameter of water drop molecules, and then the film is compounded with the outer layer of fabric, so that the fabric has the effects of water resistance, air permeability and quick drying; the microporous film can transfer moisture to the surface of clothes quickly, and sweat is evaporated through air circulation, so that the aim of quick drying is fulfilled.)

一种吸湿速干纺织品的制备方法

技术领域

本发明涉及一种吸湿速干纺织品的制备方法，属于纺织品材料技术领域。

背景技术

通常，人体只有在从事剧烈运动时才会明显感到大量汗液的排出。但其实，人体即使在一般环境状态下，也需要不断地无感蒸泄来释放人体本身新陈代谢所产生的热量和水汽，以维持体温的恒定。人们倾向于天然纤维制织的衣物，这是因为天然纤维吸湿性好、穿着舒适。但是，当人体排汗量较大时，衣服就会紧贴身体，给人体造成一种湿冷的感觉，这主要是汗液不能及时排出的缘故。普通的合成纤维虽然排汗快，但是吸湿性很差，其织物的舒适性也不是很高。如何将体表的热量和水汽通过吸湿-传导-蒸发向外界传送，这是纺织服装吸湿排汗功能的核心。吸湿快干功能性纤维通过纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水通过芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面，并发散达到导湿快干的目的，人们形象地将该种纤维称为可呼吸纤维。因而，研究吸湿速干纤维、织物的吸湿速干性，有十分重要的市场、环保意义。

纺织品要达到吸湿排汗功能，大致通过以下几种途径：一是物理改性，纤维截面异形化主要是通过改变喷丝孔形状，使纤维纵向产生许多沟槽，通过沟槽的芯吸、扩散、传输等效应将水分迅速迁移至织物表面并散发，从而达到导湿快干、吸湿排汗的目的。如Y字形、十字形、W形、骨头形和三叶形等，增加表面机能，纤维表面有更多的凹槽，可提高传递水气效果。具有导湿排汗功能的纤维，一般都要有高的比表面积，其纤维的截面必须具有沟槽，利用这些沟槽，织造时纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应到导湿排汗的功效。中空或多孔纤维是利用毛细管作用增加表面积原理将汗液迅速扩散出去。此种纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，具有优良的导湿排汗功能。该纤维用于衣着时，人体排出的汗液就会从纤维的径向微孔不断地流向中间空腔，通过中腔将汗液迅速沿纱线轴向和织物平面扩散，再通过织物外表面的自由毛细管将汗液输送到外部环境并蒸发，织物内层与人体接触的纤维表面保持相对干燥。

二是化学改性，纤维表面化学改性是通过增加纤维表面亲水性基团（接枝或交联方法），达到迅速吸湿的目的。通过接枝共聚的方法，在大分子结构内引入亲水基团，可增加纤维导湿排汗性能。常采用的是引入羟基、酰胺基、羧基、氨基等。双组分复合共纺是借助共轭熔融纺丝技术，将2种聚合物熔融挤出，最终得到海岛型合超细纤维。由于纤维极细、比表面积大，用它作原料制成的纺织品手感柔软、透气透湿、色泽高雅、具有吸水和吸油性好、高清洁能力和高保温性等特点，体现出其它单一性能改性化学纤维所不具备的综合仿天然纤维的优良性能。纤维细旦化，细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，能起到传递水分子的作用，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。

三是结构设计，采用多层织物结构：利用亲水性纤维做内层织物，将人体产生的汗液快速吸收，再经外层织物空隙传导散发至外部，达到舒适凉爽性能。

以上种种，但总结起来都可以说，凡是具有吸湿排汗功能的纤维一般都具有高的比表面积，表面有众多的微孔或沟槽，截面一般设计为特殊的异形状，利用毛细管原理，使得纤维能够快速的吸水、输水、扩散和挥发，能迅速吸收皮肤表面湿气和汗水，并排放到外层蒸发。

在人体穿着服装的过程中，汗汽可能与汗液同时存在，汗汽也会在织物中扩散或凝结成液态水传输到外界环境中去。因此，织物的吸湿性和透湿性与织物的湿传递性能关系密切。织物传递的途径主要有：水汽通过织物中微孔的扩散；纤维自身吸湿，并在水气压较低的一侧蒸发；毛细管吸收水分后向水气压低的一侧传递和蒸发。湿传递过程概括为：润湿、导湿和散湿，也即吸湿速干过程。

人们对服用面料的功能性和舒适性要求越来越高，导湿排汗纤维及其织物倍受青睐。未来衣着用织物朝着舒适、健康的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性为特色，吸湿速干织物即是其中一种。为了在现代消费市场中获得可持续的竞争的同时，在努力满足消费者需求及愿望方面，服装舒适性研究具有真正的经济价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有透气材料吸湿速干性能较差的问题，提供了一种吸湿速干纺织品的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）将棉纤维和石墨烯纤维按照比例混合，置于单面大圆机上进行织造，即得面料基体；

（2）将石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸混合，进行磁力搅拌反应，过滤即得滤渣，将滤渣进行洗涤并干燥处理，冷却至室温，即得预氧化物；

（3）将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，冰水浴搅拌处理，即得反应液，将高锰酸钾和反应液混合，继续搅拌处理，即得混合溶液，按体积比10∶3将去离子水和混合溶液混合，继续搅拌10～15min，即得复合溶液；按体积比10∶1将复合溶液和质量分数为30%双氧水混合均匀，并静置一夜，收集下层沉淀，对沉淀进行洗涤处理，即得填料；

（4）将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，进行超声搅拌处理，即得混合浆料，将混合浆料旋涂在面料基体上，并置于温度为60～80℃的烘箱中干燥1～2h，即得坯体，将坯体进行层压处理，即得吸湿速干纺织品。

步骤（1）所述的棉纤维和石墨烯纤维之间的比例为70%∶30%。

步骤（2）所述的石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸之间的质量比为1∶1∶1∶10。

步骤（2）所述的磁力搅拌反应步骤为：在水浴温度为80～85℃，搅拌速度为150～200r/min下磁力搅拌反应3～4h。

步骤（2）所述的洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水将滤渣洗涤至滤液的pH值为呈中性，即得洗涤滤渣，将洗涤滤渣置于温度为80～90℃的烘箱中干燥至恒重。

步骤（3）所述的冰水浴搅拌处理步骤为：按质量比1∶20将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，在搅拌速度为200～250r/min下冰水浴搅拌10～20min。

步骤（3）所述的搅拌处理步骤为：按质量比1∶10将高锰酸钾和反应液混合，在温度为30～40℃下继续搅拌2～3h。

步骤（3）所述的洗涤处理步骤为：用质量分数为10%盐酸洗涤沉淀3～5次后，用去离子水洗涤至pH值呈中性。

步骤（4）所述的超声搅拌处理步骤为：按质量比12∶1∶5将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，在搅拌速度为500～600r/min下超声搅拌1～2h。

步骤（4）所述的层压处理步骤为：将坯体在压力为2～3MPa下层压2～3min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以棉纤维掺杂石墨烯纤维为原料，得到面料基体，以聚四氟乙烯为主体，结合氧化石墨烯和纳米二氧化硅，制备出一种微孔薄膜，将微孔薄膜与制备的面料基体复合，制备出一种吸湿速干纺织品；制备的微孔薄膜利用微孔孔径介于水分子，空气分子最大直径与水滴分子的最小直径之间的一层薄膜，然后再将薄膜与外层织物复合，于是面料就有了防水透气并且速干的功效，采用这种原理的面料，发挥作用的是那带有微孔的薄膜，它既起到防泼水的作用还起到透气的作用；微孔薄膜能将水分迅速转移到衣服的表面，通过空气流通将汗水蒸发，从而达到速干的目的；

（2）本发明中棉纤维是多孔性物质，且其纤维素大分子上存在许多亲水性基团（-OH），所以其吸湿性较好，一般大气条件下，棉纤维的回潮率可达8.5%左右；掺杂的石墨烯纤维具有抗菌抑菌功能，有效抑制真菌的滋生，抑菌除臭功能显著，同时具有祛湿透气功能，能持久保持肌肤干爽，透气舒适，因此制备的面料基体具有良好的吸湿透气功能和抗菌功能；

（3）本发明以聚四氟乙烯为主体，结合氧化石墨烯和纳米二氧化硅，制备出一种微孔薄膜，采用层压复合法将微孔薄膜和面料基体复合于一体，制备的微孔薄膜不仅具有独特无溶剂、绿色环保、防水、透湿、耐水洗、手感佳等优质性能；而且复合品质稳定性强，可确保布料基材不因复合过程发生质变，使得制备的复合纺织品能够防风、防水、透气、透湿，而且舒适性极好；氧化石墨烯就是一个巨大的比表面积，使其具有超强的吸湿透气功效，可以迅速吸收并传导人体分泌的湿气汗液，保持皮肤干爽舒适；纳米二氧化硅是一种无毒、无味、无污染无定形白色粉末，纳米二氧化硅的体积效应和量子隧道效应使其产生游渗作用，可深入高分子化合物的π键附近，与其电子云重叠，形成空间网状结构，有效提高了吸湿速干纺织品的吸湿、透气、速干性能。

具体实施方式

将棉纤维和石墨烯纤维按照比例70%∶30%混合，置于单面大圆机上进行织造，即得面料基体；按质量比1∶1∶1∶10将石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸混合，在水浴温度为80～85℃，搅拌速度为150～200r/min下磁力搅拌反应3～4h，过滤即得滤渣，用去离子水将滤渣洗涤至滤液的pH值为呈中性，即得洗涤滤渣，将洗涤滤渣置于温度为80～90℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得预氧化物；按质量比1∶20将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，在搅拌速度为200～250r/min下冰水浴搅拌10～20min，即得反应液，按质量比1∶10将高锰酸钾和反应液混合，在温度为30～40℃下继续搅拌2～3h，即得混合溶液，按体积比10∶3将去离子水和混合溶液混合，继续搅拌10～15min，即得复合溶液；按体积比10∶1将复合溶液和质量分数为30%双氧水混合均匀，并静置一夜，收集下层沉淀，并用质量分数为10%盐酸洗涤沉淀3～5次后，用去离子水洗涤至pH值呈中性，即得填料；按质量比12∶1∶5将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，在搅拌速度为500～600r/min下超声搅拌1～2h，即得混合浆料，将混合浆料旋涂在面料基体上，并置于温度为60～80℃的烘箱中干燥1～2h，即得坯体，将坯体在压力为2～3MPa下层压2～3min，即得吸湿速干纺织品。

实施例1

将棉纤维和石墨烯纤维按照比例混合，置于单面大圆机上进行织造，即得面料基体；将石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸混合，进行磁力搅拌反应，过滤即得滤渣，将滤渣进行洗涤并干燥处理，冷却至室温，即得预氧化物；将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，冰水浴搅拌处理，即得反应液，将高锰酸钾和反应液混合，继续搅拌处理，即得混合溶液，按体积比10∶3将去离子水和混合溶液混合，继续搅拌10min，即得复合溶液；按体积比10∶1将复合溶液和质量分数为30%双氧水混合均匀，并静置一夜，收集下层沉淀，对沉淀进行洗涤处理，即得填料；将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，进行超声搅拌处理，即得混合浆料，将混合浆料旋涂在面料基体上，并置于温度为60℃的烘箱中干燥1h，即得坯体，将坯体进行层压处理，即得吸湿速干纺织品。棉纤维和石墨烯纤维之间的比例为70%∶30%。石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸之间的质量比为1∶1∶1∶10。磁力搅拌反应步骤为：在水浴温度为80℃，搅拌速度为150r/min下磁力搅拌反应3h。洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水将滤渣洗涤至滤液的pH值为呈中性，即得洗涤滤渣，将洗涤滤渣置于温度为80℃的烘箱中干燥至恒重。冰水浴搅拌处理步骤为：按质量比1∶20将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，在搅拌速度为200r/min下冰水浴搅拌10min。搅拌处理步骤为：按质量比1∶10将高锰酸钾和反应液混合，在温度为30℃下继续搅拌2h。洗涤处理步骤为：用质量分数为10%盐酸洗涤沉淀3次后，用去离子水洗涤至pH值呈中性。超声搅拌处理步骤为：按质量比12∶1∶5将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，在搅拌速度为500r/min下超声搅拌1h。层压处理步骤为：将坯体在压力为2MPa下层压2min。

实施例2

将棉纤维和石墨烯纤维按照比例混合，置于单面大圆机上进行织造，即得面料基体；将石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸混合，进行磁力搅拌反应，过滤即得滤渣，将滤渣进行洗涤并干燥处理，冷却至室温，即得预氧化物；将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，冰水浴搅拌处理，即得反应液，将高锰酸钾和反应液混合，继续搅拌处理，即得混合溶液，按体积比10∶3将去离子水和混合溶液混合，继续搅拌12min，即得复合溶液；按体积比10∶1将复合溶液和质量分数为30%双氧水混合均匀，并静置一夜，收集下层沉淀，对沉淀进行洗涤处理，即得填料；将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，进行超声搅拌处理，即得混合浆料，将混合浆料旋涂在面料基体上，并置于温度为70℃的烘箱中干燥1h，即得坯体，将坯体进行层压处理，即得吸湿速干纺织品。棉纤维和石墨烯纤维之间的比例为70%∶30%。石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸之间的质量比为1∶1∶1∶10。磁力搅拌反应步骤为：在水浴温度为82℃，搅拌速度为175r/min下磁力搅拌反应3h。洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水将滤渣洗涤至滤液的pH值为呈中性，即得洗涤滤渣，将洗涤滤渣置于温度为85℃的烘箱中干燥至恒重。冰水浴搅拌处理步骤为：按质量比1∶20将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，在搅拌速度为225r/min下冰水浴搅拌15min。搅拌处理步骤为：按质量比1∶10将高锰酸钾和反应液混合，在温度为35℃下继续搅拌2h。洗涤处理步骤为：用质量分数为10%盐酸洗涤沉淀4次后，用去离子水洗涤至pH值呈中性。超声搅拌处理步骤为：按质量比12∶1∶5将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，在搅拌速度为550r/min下超声搅拌1h。层压处理步骤为：将坯体在压力为2MPa下层压2min。

实施例3

将棉纤维和石墨烯纤维按照比例混合，置于单面大圆机上进行织造，即得面料基体；将石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸混合，进行磁力搅拌反应，过滤即得滤渣，将滤渣进行洗涤并干燥处理，冷却至室温，即得预氧化物；将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，冰水浴搅拌处理，即得反应液，将高锰酸钾和反应液混合，继续搅拌处理，即得混合溶液，按体积比10∶3将去离子水和混合溶液混合，继续搅拌15min，即得复合溶液；按体积比10∶1将复合溶液和质量分数为30%双氧水混合均匀，并静置一夜，收集下层沉淀，对沉淀进行洗涤处理，即得填料；将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，进行超声搅拌处理，即得混合浆料，将混合浆料旋涂在面料基体上，并置于温度为80℃的烘箱中干燥2h，即得坯体，将坯体进行层压处理，即得吸湿速干纺织品。棉纤维和石墨烯纤维之间的比例为70%∶30%。石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷和质量分数为10%硫酸之间的质量比为1∶1∶1∶10。磁力搅拌反应步骤为：在水浴温度为85℃，搅拌速度为200r/min下磁力搅拌反应4h。洗涤并干燥处理步骤为：用去离子水将滤渣洗涤至滤液的pH值为呈中性，即得洗涤滤渣，将洗涤滤渣置于温度为90℃的烘箱中干燥至恒重。冰水浴搅拌处理步骤为：按质量比1∶20将预氧化物和质量分数为10%硫酸混合，在搅拌速度为250r/min下冰水浴搅拌20min。搅拌处理步骤为：按质量比1∶10将高锰酸钾和反应液混合，在温度为40℃下继续搅拌3h。洗涤处理步骤为：用质量分数为10%盐酸洗涤沉淀5次后，用去离子水洗涤至pH值呈中性。超声搅拌处理步骤为：按质量比12∶1∶5将聚四氟乙烯、填料和去离子水混合，在搅拌速度为600r/min下超声搅拌2h。层压处理步骤为：将坯体在压力为3MPa下层压3min。

对照例：东莞某公司生产的吸湿速干纺织品。

将实施例及对照例制备得到的吸湿速干纺织品进行检测，具体检测如下：

根据GB/T21655.1-2008检测织物的吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度，表征织物对液态汗的吸附能力，以织物在规定空气状态下的水分蒸发速率和透湿量表征织物在液态汗状态下的速干性。

根据GB/T21655.2-2009将织物水平放置，液态水和织物浸水面发生接触时会产生浸润和扩散，并从织物的浸水面向渗透面传递，同时在织物的渗透面扩散，织物中的含水量是时间的函数，利用与织物试样紧密接触的传感器监测织物中电阻变化情况，间接得出液态水的在织物内部传递数据，计算得出一系列性能指标。

具体测试结果如表1。

表1性能表征对比表

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	对照例
					吸水率/%	322.51	323.60	325.83	212.85
滴水扩散时间/s	1.190	1.052	1.139	6.280
					芯吸高度/cm	10.88	10.88	10.32	6.41
蒸发速率/g/h	0.270	0.265	0.272	0.169
					透湿量/g/m<sup>2</sup>.d	9498.233	9520.126	9537.510	7166.078

由表1可知，本发明制备的吸湿速干纺织品具有良好的吸湿速干性能。