一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法

文档序号:1225982 发布日期:2020-09-08 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法 (Preparation method of high-water-absorption aromatic polyester fabric ) 是由 廖国庆 于 2020-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,步骤为:(1)制备含有丙烯酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵的改性溶液;(2)将涤纶织物水洗烘干后置于紫外灯下辐照;(3)将辐照后的织物在改性溶液中浸渍并通氮气;(4)将浸渍后的织物置于紫外灯下辐照反应;(5)将反应后的织物经水和氢氧化钠溶液处理;(6)用含有pH响应芳香缓释粒子的涂层剂对改性后的织物进行涂覆;(7)将涂覆后的织物在碳酸铵溶液中浸渍后水洗烘干。本发明对涤纶织物进行吸水改性,并将pH响应芳香缓释粒子内并整理在吸水改性后的涤纶织物上,利用涤纶织物改性后的高吸水性实现通过pH的变化控制芳香抑菌剂的释放,提高了释香持久性。(The invention discloses a preparation method of a high-water-absorption aromatic polyester fabric, which comprises the following steps: (1) preparing a modified solution containing acrylic acid, N-methylene-bisacrylamide and ammonium persulfate; (2) washing and drying the polyester fabric, and then placing the polyester fabric under an ultraviolet lamp for irradiation; (3) dipping the irradiated fabric in a modified solution and introducing nitrogen; (4) placing the impregnated fabric under an ultraviolet lamp for irradiation reaction; (5) treating the reacted fabric with water and sodium hydroxide solution; (6) coating the modified fabric with a coating agent containing pH-responsive aromatic slow-release particles; (7) and soaking the coated fabric in an ammonium carbonate solution, washing with water and drying. According to the invention, the polyester fabric is subjected to water absorption modification, the pH response aromatic slow-release particles are arranged in the polyester fabric subjected to water absorption modification, and the release of the aromatic bacteriostatic agent is controlled through the change of pH by utilizing the high water absorption of the modified polyester fabric, so that the fragrance release durability is improved.)

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法

技术领域

本发明涉及功能织物技术领域,尤其是涉及一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法。

背景技术

涤纶是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,重量轻、耐腐蚀、力学性能和化学稳定性好,并且具有良好的折皱弹性和挺括性,被广泛用作纺织面料。但因聚酯大分子中只有两端有两个羟基,因此涤纶织物是疏水织物,不吸湿不导湿,穿着舒适性差。

而现有技术中的芳香织物为了延长释香时间,一般是通过将芳香剂包覆在微胶囊中并整理在织物上,通过微胶囊保护芳香剂的挥发,使芳香剂具有缓释效果,延长织物的释香持久性的。但通过微胶囊延长织物中芳香剂释香持久性的方法,芳香剂的释放难以控制和调节,即使衣物在放置不穿时芳香剂依旧会持续的挥发,导致芳香剂损失,对留香时间的延长效果依旧有限。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的涤纶织物吸湿性差、穿着舒适感不佳以及现有技术中的芳香织物中的芳香剂挥发损失较多,释香持久性有待提高的问题,提供一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,在涤纶织物表面聚合具有三维网状结构的吸水层,使涤纶织物具有良好的吸湿性能,并将芳香抑菌剂负载在pH响应芳香缓释粒子内并整理在吸水改性后的涤纶织物上,利用涤纶织物改性后的高吸水性实现通过pH的变化控制芳香抑菌剂的释放,从而避免衣物在放置不穿时芳香抑菌剂的挥发损失,提高了涤纶织物的释香持久性。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液;

(2)将涤纶织物水洗烘干后置于紫外灯下辐照20~30min;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气10~20min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于紫外灯下辐照反应20~30min;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于水中煮沸1~2h,再置于氢氧化钠溶液中浸渍20~30min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将pH响应芳香缓释粒子分散在聚丙烯酸酯乳液中得到涂层剂,用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在0.5~1.5g/L的Na2CO3溶液中浸渍1~2min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

作为优选,步骤(1)中所述的改性溶液中丙烯酸的质量分数为6~10%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为2~6‰,过硫酸铵的质量分数为1~3%。

作为优选,步骤(2)和(4)中所述的紫外灯功率为400~1000W,辐照距离10~15cm。

作为优选,步骤(5)中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.02~0.05mol/L。

作为优选,步骤(6)中所述的pH响应芳香缓释粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)25~30℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.1~0.2mol/L氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,静置15~24h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:(0.1~0.5);

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,150~180℃反应12~24h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再500~510℃焙烧2~3h得到介孔TiO2

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,80~120℃下搅拌反应20~30h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:(20~30mL):(20~30mL):(400~600mL);

(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,搅拌均匀后加入表面改性的介孔TiO2,50~60℃振荡反应20~30h,过滤后将产物用乙醇洗涤,真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2,其中丙氨酸在磷酸盐缓冲溶液中的浓度为2~4mg/mL,加入的表面改性的介孔TiO2与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1g:(100~200mL);

(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在芳香抑菌剂中,室温下搅拌反应8~12h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2

(g)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中,搅拌30~40min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾,40~60℃搅拌反应24~36h,过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤,真空干燥后得到所述pH响应芳香缓释粒子。

作为优选,步骤(a)中所述的十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:(80~120mL):(0.3~0.5mL):(1~2mL)。

作为优选,步骤(c)所述的混合溶液中氨水浓度为0.1~0.2mol/L,所述无水乙醇和去离子水的体积比为(1~2):1;TiO2前驱体与所述混合溶液的质量体积比为1g:(18~22mL)。

作为优选,步骤(f)中所述的芳香抑菌剂为玫瑰精油、柠檬精油、薄荷精油、艾叶油中的一种或几种,所述丙氨酸修饰的介孔TiO2与芳香抑菌剂的质量体积比为1g:(20~50mL)。

作为优选,步骤(g)中负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g:(200~400mL),负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与十八烷基二甲基叔胺和碘化钾的质量比为5:(9~11):(0.1~0.5)。

作为优选,步骤(6)中所述的涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为10~30%,涂覆1~2道涂层剂,每道中pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的1~3%。

本发明先将涤纶织物置于紫外灯下进行预辐照,在紫外辐照下涤纶织物表面分子链会产生裂解,而空气中的氧分子转变为臭氧、活性氧,促使涤纶织物表面被氧化,从而在涤纶织物表面引入丰富的羟基等极性基团,初步改善涤纶织物的亲水性。然后将预辐照后的涤纶织物浸渍改性溶液后再置于紫外灯下进行辐照,使改性溶液中的亲水性丙烯酸单体和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂在引发剂过硫酸铵和紫外光引发下交联聚合在涤纶织物表面形成三维网状结构,经沸水和氢氧化钠溶液处理,去除未反应的单体、均聚物和其他杂质后,得到吸水改性后的涤纶织物,由于交联共聚物的亲水性以及三维网状结构的毛细作用,使改性涤纶织物获得良好的吸水性能。

然后本发明在吸水改性后的涤纶织物表面涂覆含有pH响应芳香缓释粒子的涂层,使涤纶织物获得芳香缓释性能。本发明中的pH响应芳香缓释粒子在制备过程中,先制备出介孔TiO2,TiO2是织物中常用的抗紫外线剂,可以有效吸收和反射紫外线,使织物具有防晒功能,本发明中制备具有介孔结构的TiO2,使TiO2在具有防晒功能的同时还具有良好的吸附性能,从而可以在孔道内负载芳香抑菌剂,使织物具有芳香缓释性能。本发明还在介孔TiO2表面修饰了丙氨酸和长碳链季铵盐,由于长碳链季铵盐中的季铵基团带正电,而丙氨酸的等电点为6.02,因此,在中性和碱性条件下丙氨酸带负电,与季铵盐基团相吸引,在吸引作用下长碳链覆盖在介孔TiO2的表面,孔道结构被封闭,孔道中负载的芳香抑菌剂无法释放;而在pH<6.02的酸性条件下,丙氨酸带正电,与季铵盐基团相排斥,在排斥作用下长碳链离开介孔TiO2表面进行舒展,孔道结构打开,孔道中负载的芳香抑菌剂可以释放。由于介孔TiO2的孔道结构的封闭和打开可以随pH的变化而进行控制,因此其中负载的芳香抑菌剂的释放也可以通过外界pH进行控制。

制备过程中,先通过步骤(a)~(c),以十六胺为导向剂制得介孔TiO2,然后通过步骤(d)利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷在介孔TiO2表面修饰氯丙基和环氧基;再通过步骤(e)利用环氧基开环接枝丙氨酸,在介孔TiO2表面引入丙氨酸;然后通过步骤(f)将芳香抑菌剂负载在介孔TiO2的孔道内;最后通过步骤(g),在中性条件反应条件下利用介孔TiO2表面的γ-氯丙基三甲氧基硅烷与十八烷基二甲基叔胺发生季铵化反应,将长碳链季铵盐引入介孔TiO2表面,对孔道进行封闭。

人体的汗液一般呈弱酸性,pH在5.5左右,将本发明中的pH响应芳香缓释粒子负载在涤纶织物上并穿着在人体上时,当人体产生汗液时,由于经吸水改性后的涤纶织物吸湿性好,可以快速吸收汗液,从而使pH响应芳香缓释粒子处于酸性条件下,孔道结构打开,pH响应芳香缓释粒子中负载的芳香抑菌剂得以缓慢释放,以杀灭皮肤上的细菌,避免细菌分解汗液中的有机物产生异味,同时也可以通过芳香抑菌剂自身的香气掩盖异味,起到除臭效果。而沾有汗液的织物清洗后,在呈中性的水的洗涤作用下,pH响应芳香缓释粒子中的孔道结构又重新封闭,芳香抑菌剂停止释放。因此本发明中的织物在放置时芳香抑菌剂不会释放造成损失,只有当穿着在人体上并出汗时,芳香抑菌剂才会释放以消除异味,释香持久性佳。

因此,本发明具有如下有益效果:

(1)在紫外辐照作用下使丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联共聚在涤纶织物表面形成三维网状结构,使涤纶织物获得良好的吸水性能,从而可以有效吸收人体汗液,提高穿着舒适性,并使本发明中的pH响应芳香缓释粒子可以在汗液作用下实现pH响应,释放出芳香抑菌剂;

(2)利用介孔TiO2负载芳香抑菌剂,使pH响应芳香缓释粒子同时具有防晒功能和负载功能;

(3)在介孔TiO2表面修饰丙氨酸和长碳链季铵盐,利用丙氨酸和季铵基团在不同pH条件下的吸引或排斥性能,使防晒粒子具有pH响应的缓释功能,从而使防晒除臭织物在放置时芳香抑菌剂不会释放,只有当穿着在人体上并出汗时,芳香抑菌剂才会释放以消除异味,释香持久性佳。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。

本发明中使用的试剂如下:

聚丙烯酸酯乳液:固含量40%,上海洁润丝新材料有限公司;

玫瑰精油:纯度≥99%,上海沪正纳米科技有限公司;

柠檬精油:纯度≥99%,上海沪正纳米科技有限公司。

本发明中所使用的其他试剂均为本领域常用试剂或可以从市场上购得。

实施例1:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为8%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为4‰,过硫酸铵的质量分数为2%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于800W紫外灯下辐照25min,辐照距离12cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气15min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于800W紫外灯下辐照反应25min,辐照距离12cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸1.5h,再置于0.04mol/L氢氧化钠溶液中浸渍25min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将pH响应芳香缓释粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为20%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的2%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.0g/L的Na2CO3溶液中浸渍1.5min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中pH响应芳香缓释粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)28℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.15mol/L的氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液,十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:100mL:0.4mL:1.5mL;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:0.3,静置20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体;

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,170℃反应20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再505℃焙烧2.5h得到介孔TiO2,混合溶液中氨水浓度为0.15mol/L,无水乙醇和去离子水的体积比为1.5:1;TiO2前驱体与混合溶液的质量体积比为1g:20mL;

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,100℃下搅拌反应24h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:25mL:25mL:500mL;

(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,使丙氨酸在磷酸盐缓冲溶液中的浓度为3mg/mL,搅拌均匀后加入表面改性的介孔TiO2,加入的表面改性的介孔TiO2与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1g:150mL,55℃振荡反应24h,过滤后将产物用乙醇洗涤,真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2

(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在玫瑰精油中,丙氨酸修饰的介孔TiO2与玫瑰精油的质量体积比为1g:30mL,室温下搅拌反应10h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2

(g)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g:300mL,搅拌35min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与十八烷基二甲基叔胺和碘化钾的质量比为5:10:0.3,50℃搅拌反应30h,过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤,真空干燥后得到所述pH响应芳香缓释粒子。

实施例2:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为6%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为2‰,过硫酸铵的质量分数为1%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于400W紫外灯下辐照30min,辐照距离10cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气10min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于400W紫外灯下辐照反应30min,辐照距离10cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸1h,再置于0.02mol/L氢氧化钠溶液中浸渍30min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将pH响应芳香缓释粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为10%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆1道,pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的3%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在0.5g/L的Na2CO3溶液中浸渍2min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中pH响应芳香缓释粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)25℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.1mol/L的氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液,十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:80mL:0.3mL:1mL;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:0.1,静置15h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体;

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,150℃反应24h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再500℃焙烧3h得到介孔TiO2,混合溶液中氨水浓度为0.1mol/L,无水乙醇和去离子水的体积比为1:1;TiO2前驱体与混合溶液的质量体积比为1g:18mL;

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,80℃下搅拌反应30h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:20mL:20mL:400mL;

(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,使丙氨酸在磷酸盐缓冲溶液中的浓度为2mg/mL,搅拌均匀后加入表面改性的介孔TiO2,加入的表面改性的介孔TiO2与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1g:200mL,50℃振荡反应30h,过滤后将产物用乙醇洗涤,真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2

(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在玫瑰精油和柠檬精油按体积比1:1混合的混合精油中,丙氨酸修饰的介孔TiO2与混合精油的质量体积比为1g:50mL,室温下搅拌反应12h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2

(g)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g:200mL,搅拌30min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与十八烷基二甲基叔胺和碘化钾的质量比为5:9:0.1,40℃搅拌反应36h,过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤,真空干燥后得到所述pH响应芳香缓释粒子。

实施例3:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为10%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为6‰,过硫酸铵的质量分数为3%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于1000W紫外灯下辐照20min,辐照距离15cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气20min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于1000W紫外灯下辐照反应20min,辐照距离15cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸2h,再置于0.05mol/L氢氧化钠溶液中浸渍20min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将pH响应芳香缓释粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为30%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的1%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.5g/L的Na2CO3溶液中浸渍1min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中pH响应芳香缓释粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)30℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.2mol/L的氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液,十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:120mL:0.5mL:2mL;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:0.5,静置24h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体;

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,180℃反应12h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再510℃焙烧2h得到介孔TiO2,混合溶液中氨水浓度为0.2mol/L,无水乙醇和去离子水的体积比为2:1;TiO2前驱体与混合溶液的质量体积比为1g:22mL;

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,120℃下搅拌反应20h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:30mL:30mL:600mL;

(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,使丙氨酸在磷酸盐缓冲溶液中的浓度为4mg/mL,搅拌均匀后加入表面改性的介孔TiO2,加入的表面改性的介孔TiO2与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1g:100mL,60℃振荡反应20h,过滤后将产物用乙醇洗涤,真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2

(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在玫瑰精油中,丙氨酸修饰的介孔TiO2与玫瑰精油的质量体积比为1g:20mL,室温下搅拌反应8h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2

(g)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g:400mL,搅拌40min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与十八烷基二甲基叔胺和碘化钾的质量比为5:11:0.5,60℃搅拌反应24h,过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤,真空干燥后得到所述pH响应芳香缓释粒子。

对比例1:

一种芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于800W紫外灯下辐照25min,辐照距离12cm;

(2)将pH响应芳香缓释粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为20%;用涂层剂对紫外辐照后的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的2%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(3)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.0g/L的Na2CO3溶液中浸渍1.5min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(2)中pH响应芳香缓释粒子的制备方法与实施例1中相同。

对比例2:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为8%,过硫酸铵的质量分数为2%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于800W紫外灯下辐照25min,辐照距离12cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气15min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于800W紫外灯下辐照反应25min,辐照距离12cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸1.5h,再置于0.04mol/L氢氧化钠溶液中浸渍25min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将pH响应芳香缓释粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中pH响应芳香缓释粒子的质量分数为20%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中pH响应芳香缓释粒子的涂覆量为涤纶织物重量的2%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.0g/L的Na2CO3溶液中浸渍1.5min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中pH响应芳香缓释粒子的制备方法与实施例1中相同。

对比例3:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为8%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为4‰,过硫酸铵的质量分数为2%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于800W紫外灯下辐照25min,辐照距离12cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气15min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于800W紫外灯下辐照反应25min,辐照距离12cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸1.5h,再置于0.04mol/L氢氧化钠溶液中浸渍25min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将缓释防晒粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中缓释防晒粒子的质量分数为20%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中缓释防晒粒子的涂覆量为涤纶织物重量的2%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.0g/L的Na2CO3溶液中浸渍1.5min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中缓释防晒粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)28℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.15mol/L的氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液,十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:100mL:0.4mL:1.5mL;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:0.3,静置20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体;

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,170℃反应20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再505℃焙烧2.5h得到介孔TiO2,混合溶液中氨水浓度为0.15mol/L,无水乙醇和去离子水的体积比为1.5:1;TiO2前驱体与混合溶液的质量体积比为1g:20mL;

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,100℃下搅拌反应24h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:25mL:25mL:500mL;

(e)将表面改性的介孔TiO2分散在玫瑰精油中,表面改性的介孔TiO2与玫瑰精油的质量体积比为1g:30mL,室温下搅拌反应10h后过滤并用去离子水清洗得到负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2

(f)将负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2分散在N,N-二甲基甲酰胺中,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g:300mL,搅拌35min后氮气保护下加入十八烷基二甲基叔胺和碘化钾,负载了芳香抑菌剂的介孔TiO2与十八烷基二甲基叔胺和碘化钾的质量比为5:10:0.3,50℃搅拌反应30h,过滤后将产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤,真空干燥后得到所述缓释防晒粒子。

对比例4:

一种高吸水性芳香涤纶织物的制备方法,包括如下步骤:

(1)将丙烯酸和N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于去离子水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀后得到改性溶液,改性溶液中丙烯酸的质量分数为8%,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量分数为4‰,过硫酸铵的质量分数为2%;

(2)将克重150g/m2的平纹涤纶织物水洗烘干后置于800W紫外灯下辐照25min,辐照距离12cm;

(3)将辐照后的涤纶织物浸渍于改性溶液中,通氮气15min;

(4)将涤纶织物从改性溶液中取出置于800W紫外灯下辐照反应25min,辐照距离12cm;

(5)将辐照反应后的涤纶织物置于去离子水中煮沸1.5h,再置于0.04mol/L氢氧化钠溶液中浸渍25min,水洗烘干后得到吸水改性的涤纶织物;

(6)将缓释防晒粒子分散在加水稀释后的聚丙烯酸酯乳液中(聚丙烯酸酯乳液与水的质量比为3:7)得到涂层剂,涂层剂中缓释防晒粒子的质量分数为20%;用涂层剂对吸水改性的涤纶织物进行涂覆,涂覆2道,每道中缓释防晒粒子的涂覆量为涤纶织物重量的2%,烘干后得到具有防晒涂层的涤纶织物;

(7)将具有防晒涂层的涤纶织物在1.0g/L的Na2CO3溶液中浸渍1.5min后水洗烘干得到所述高吸水性芳香涤纶织物。

其中,步骤(6)中缓释防晒粒子的制备方法包括如下步骤:

(a)28℃下将十六胺溶于无水乙醇中,并加入0.15mol/L的氯化钾溶液和去离子水,搅拌均匀后得到导向剂溶液,十六胺与加入的无水乙醇、氯化钾溶液和去离子水的质量体积比为1g:100mL:0.4mL:1.5mL;

(b)搅拌状态下向导向剂溶液中逐滴加入异丙醇钛,加入的异丙醇钛与导向剂溶液中十六胺的摩尔比为1:0.3,静置20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干得到TiO2前驱体;

(c)将TiO2前驱体分散在氨水、无水乙醇和去离子水的混合溶液中,170℃反应20h后离心,将产物用乙醇洗涤后烘干,再505℃焙烧2.5h得到介孔TiO2,混合溶液中氨水浓度为0.15mol/L,无水乙醇和去离子水的体积比为1.5:1;TiO2前驱体与混合溶液的质量体积比为1g:20mL;

(d)在氮气保护下向介孔TiO2中加入甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷,100℃下搅拌反应24h,得到表面改性的介孔TiO2,介孔TiO2与甲苯、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1g:25mL:25mL:500mL;

(e)将丙氨酸加入pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,使丙氨酸在磷酸盐缓冲溶液中的浓度为3mg/mL,搅拌均匀后加入表面改性的介孔TiO2,加入的表面改性的介孔TiO2与磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为1g:150mL,55℃振荡反应24h,过滤后将产物用乙醇洗涤,真空干燥后得到丙氨酸修饰的介孔TiO2

(f)将丙氨酸修饰的介孔TiO2分散在玫瑰精油中,丙氨酸修饰的介孔TiO2与玫瑰精油的质量体积比为1g:30mL,室温下搅拌反应10h后过滤并用去离子水清洗得到所述缓释防晒粒子。

对上述实施例和对比例中制得的芳香涤纶织物的吸水性能、防晒性能和耐洗性能进行测试,结果如表1所示。吸水性的测试方法为:将涤纶织物裁剪成2cm*2cm的样品,称重后浸渍于100mL去离子水中吸水24h,取出后置于筛网上静置30min至无液滴滴下后再进行称重,根据以下公式计算织物的吸水倍率:

Q=(m2-m1)/m1

其中m1为涤纶织物吸水前的质量;m2为涤纶织物吸水24h后的质量。

表1:涤纶织物性能测试结果。

项目 吸水倍率(g/g) UPF值 水洗20次失重率(%)
实施例1 102.3 272 1.8
实施例2 93.7 115 1.0
实施例3 110.9 91 2.0
对比例1 19.7 270 1.7
对比例2 57.4 268 1.7
对比例3 103.1 274 1.9
对比例4 102.6 273 1.8

从表1中可以看出,实施例1~3中采用本发明中的方法,在紫外辐照下用改性溶液对涤纶织物进行改性后,涤纶织物的吸水性能与对比例1中不用改性溶液对涤纶织物进行改性相比有了显著提高;对比例2中不在改性溶液中添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺,涤纶织物的吸水性能与实施例1中相比也有明显下降,可能是因为不添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺时聚合物无法交联形成三维网状结构,导致吸水性能降低。

同时,实施例和对比例中,将本发明中的pH响应芳香缓释粒子负载在涤纶织物上后,涤纶织物的UPF值均满足GB/T18830—2002中可称为防紫外线产品的标准(UPF>30),耐水洗效果好,防晒性能佳,可制成防晒衣等产品。

将上述实施例和对比例中制得的涤纶织物裁剪成2cm*2cm的样品,分别在100mL去离子水和100mL pH=5.5的人工汗液中浸渍8h,其中,人工汗液的配制参照GB/T3922-2013《纺织品色牢度试验耐汗渍色牢度》中酸性汗液的配制方法。

采用气相色谱质谱联用法测定浸渍后的溶液中香茅醇(玫瑰精油中的主要挥发性成分)的含量,结果如表2中所示。

表2:香茅醇释放结果。

Figure BDA0002559057250000131

从表2中可以看出,实施例1~3中采用本发明中的pH响应芳香缓释粒子,在中性的去离子水中,织物中负载的玫瑰精油不释放,而在酸性汗液中玫瑰精油则得以释放,证明本发明中制得的织物中的芳香抑菌剂只有在酸性条件下才会释放,减少了芳香抑菌剂的损失,延长了织物的释香持久性。

而对比例1和对比例2中涤纶织物的吸水性能降低时,织物中的香茅醇在汗液中的释放量与实施例1中相比也相对减少,可能是由于织物对汗液的吸收性差导致汗液无法与pH响应芳香缓释粒子充分接触,pH响应芳香缓释粒子表面的基团无法有效实现pH响应使玫瑰精油释放。对比例3中不在介孔TiO2表面修饰丙氨酸,对比例4不修饰长碳链季铵盐,最终制得的介孔TiO2都不具有pH响应性,在水性和酸性条件下织物中的玫瑰精油均可释放。

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