一种抗起球高强型衣物整理剂材料的制备方法
阅读说明：本技术 一种抗起球高强型衣物整理剂材料的制备方法 (Preparation method of anti-pilling high-strength clothing finishing agent material ) 是由 谭春梅 于 2021-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗起球高强型衣物整理剂材料的制备方法,属于纺织材料技术领域。本发明技术方案中,本发明采用了具有还原效应的材料与羊毛角蛋白提取物进行配合,由于角蛋白在纤维表面良好的成膜性,修复了被破坏了鳞片层的羊毛纤维表面,使纤维表面更加得光滑,顺、逆向摩擦系数明显减小,有效的减少羊毛纤维的定向摩擦效应,在整理的过程中,还原剂对纤维的破坏程度是降低纤维定向摩擦效应的主要因素,同时,本发明技术方案还将丝素蛋白纤维添加至整理剂中,通过纤维材料之间有效缠结和结合,包覆成膜结构后,改善材料的结合强度,对纤维之间的结合起到了支撑的作用,进一步提高材料的力学性能。(The invention relates to a preparation method of an anti-pilling high-strength clothing finishing agent material, belonging to the technical field of textile materials. In the technical scheme of the invention, the material with a reducing effect is matched with the wool keratin extract, and the keratin has good film-forming property on the fiber surface, so that the fiber surface with a damaged scale layer is repaired, the fiber surface is smoother, the forward and reverse friction coefficients are obviously reduced, and the directional friction effect of the wool fiber is effectively reduced.)
技术领域
本发明涉及一种抗起球高强型衣物整理剂材料的制备方法，属于纺织材料技术领域。
背景技术
织物的起毛起球是指织物在服用过程中受到弯曲、拉伸和各种外界摩擦作用，纤维的尾端浮于织物的表面而缠结成小球的现象。织物经过各种摩擦后，表面的，纤维末端由于摩擦滑动而松散，从而露出织物，在织物表面呈现出许多毛茸，即，为“起毛”若这些毛茸在继续服用中不能及时脱落，就互相纠缠在一起，被揉，成许多球形小粒，而依附在织物表面上，通常称为“起球”。起毛起球是织物表，面形状变化的主要特性之一。为了改善纯毛织物的抗起毛起球能力，人们尝试选择了各种物理化学方法来，克服毛织物的这个弱点主要可分为减量法和增量法两种方法。然而传统的整理，工艺都存在着一些缺点，如破坏了羊毛结构，使织物外观、柔和性及保暖性发生，了变化。另一方面也严重的污染环境，甚至对人体也有一定的危害。
现有环境下，主要采用以下手法对其进行改良：
（1）酶作为生物催化剂已经成功地用于纺织品的许多方面。毛织物用蛋白酶处理，后可以降低起毛起球倾向，改善光泽和柔软性。羊毛用蛋白酶处理时，酶首先对鳞，片和皮质层之间的胞间物质作用，使胞间物质分解，局部的鳞片层凸出呈剥离之，势。随着处理的进行，鳞片脱落，皮质层逐渐暴露，最后鳞片显著剥落，皮质层进一，步暴露，纤维结构松弛。由于鳞片层对织物的起毛起球性能起着决定作用，所以毛，织物经蛋白酶作用后除重量减轻、强度下降外，染色和缩绒性能都会发生改变，就抗起毛起球效果而言，碱性蛋白酶高于中性蛋白酶，而且碱性越强，抗起毛起球，效果越好。蛋白酶对羊毛防毡缩抗起球作用的机理是毛纤维角质层在酶的作用下，降解，特别是二硫键断裂成亲水性基团，对鳞片的软化具有重要影响.，
（2）溶胶一凝胶技术是最近十几年迅速发展起来的一项新技术。它是以无机盐或，金属醇盐为前驱物，经水解缩聚逐渐凝胶化及相应的后处理而得到所需的材料，经低温化学手段在相当小的尺寸范围内剪裁和控制材料的显微结构，使均匀性达，到亚微米级、纳米级甚至分子级水平。影响溶胶一凝胶法形成的材料结构的因素，很多，主要包括前驱体、溶胶一凝胶过程参数溶液浓度、反应温度和时间、，值、酸和碱的种类以及阴离子等，结构模板剂及后处理过程参数等。在众多的，影响因素中，前驱物或醇盐的形态是控制胶体行为及纳米材料结构与性能的决定，性因素。利用有机大分子作模板剂控制纳米材料的结构是近年来溶胶一凝胶化学，发展的新动向，通过调变聚合物的大小和修饰胶体颗粒表面能够更有效地控制材，料的结构与性能。溶胶一凝胶可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性，大的单组分或多组分分子级混合物，以及可制备传统方法不能或难以制备的产物，等优点，且反应物种多、过程易控制，使其得到了广泛的应用，使用溶胶一凝胶，法将聚氨酷，涂覆在羊绒针织物表面起到抗起球效果。这种方法有利于生态环保，越来越受到人们的重视。
但是现有的方案中，仅仅只是对织物的起球性能进行考量，无法兼顾整理后纤维材料的强度，同时其牢固程度不佳，导致整理时效性不强，所以对其进行充分的全方位的制备和改良很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有整理织物起球的方案，仅仅只是对织物的起球性能进行考量，无法兼顾整理后纤维材料的强度，同时其牢固程度不佳，导致整理时效性不强的问题，提供了一种抗起球高强型衣物整理剂材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，分别称量25～30份乙醇溶液、3～5份氯化钙和1～2份脱胶蚕丝置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温溶解，收集溶解液并按质量比1:5，将聚乙烯醇溶液添加至溶解液中，搅拌混合并置于静电纺丝装置中，控制金属板为接收装置，静电纺丝并收集纺丝纤维；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份亚硫酸钠、1～2份氢氧化钠溶液、1～2份尿素和3～5份十二烷基硫酸钠置于烧杯中，搅拌混合并静置6～8h，得溶解液，再按质量比1:10，将羊毛添加至溶解液中，搅拌混合并置于室温下静置2～3h，升温加热保温反应，收集反应液并过滤，收集滤液并置于透析袋中，透析处理，收集透析液并置于旋蒸装置中，旋转蒸发处理，得浓缩液；
（3）按质量比1:10，将钛酸四丁酯添加至冰乙酸中，搅拌混合并收集得混合液，将混合液置于室温下静置陈化，收集得纳米溶胶液；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份纳米溶胶液、10～15份纺丝纤维、10～15份浓缩液和6～8份质量分数5％亚硫酸钠溶液置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液过滤并收集混合浆液，静置陈化，即可制备得所述的抗起球高强型衣物整理剂材料。
所述的脱胶蚕丝制备步骤为按质量比1:5，将蚕丝与质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合并加入煮沸15～20min，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥后得脱胶蚕丝。
所述的静电纺丝为控制金属板为接收装置，金属板接收距离为15～20cm、静电纺丝电压为30～40kV，注射速率为13～15μL/min，静电纺丝并收集纺丝纤维。
所述的氢氧化钠溶液浓度为3mol/L。
所述的透析处理为分别经3500、7000和14000分子量的透析袋透析处理。
所述的旋转蒸发处理为在45～50℃下旋蒸至透析液体积的1/3。
所述的保温反应温度为75～80℃。
所述的分散浆液过滤采用的是0.25～0.28μm的筛网。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明技术方案采用了纳米凝胶材料制备基体整理剂材料，由于在制备纳米溶胶过程中，水量较多时，钛酸丁酯发生充分水解形成Ti-O-Ti或Ti-OH-Ti等组成的无机产物，这些无机物在水中的溶解度比在有机溶剂中更大（相似相容
原理），所以随着水量的增加，溶液可容纳的无机物更多，溶液中粒子间的相互碰撞、聚集、长大、沉淀的几率降低，最后形成稳定的透明溶胶，无机产物自发晶化，在较低温度即可形成结晶态的TiO2，所以本发明通过纳米二氧化钛凝胶为基体凝胶材料，与纤维材料表面所含有的C=O、-O-C=O、-COH、-COOH、CH2-OH基团结合，基团与二氧化钛整理液在活性基团产生化学反应，从而有效改善纤维与整理剂的结合牢度，有效改善整理剂材料与纤维之间的结合强度；
（2）本发明技术方案中，本发明采用了具有还原效应的材料与羊毛角蛋白提取物进行配合，由于角蛋白在纤维表面良好的成膜性，修复了被破坏了鳞片层的羊毛纤维表面，使纤维表面更加得光滑，顺、逆向摩擦系数明显减小，大大的降低了纤维表面的定向摩擦效应，改善衣物纤维材料的起球性能，同时还原剂的作用是破坏羊毛纤维表面的鳞片层，消除鳞片层之间的栉节，角蛋白的作用是修复纤维表面的损伤，更有效的减少羊毛纤维的定向摩擦效应，在整理的过程中，还原剂对纤维的破坏程度是降低纤维定向摩擦效应的主要因素，同时，本发明技术方案还将丝素蛋白纤维添加至整理剂中，通过纤维材料之间有效缠结和结合，包覆成膜结构后，改善材料的结合强度，对纤维之间的结合起到了支撑的作用，进一步提高材料的力学性能。
具体实施方式
按质量比1:5，将蚕丝与质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合并加入煮沸15～20min，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥后得脱胶蚕丝，再按重量份数计，分别称量25～30份乙醇溶液、3～5份氯化钙和1～2份脱胶蚕丝置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温溶解，收集溶解液并按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液添加至溶解液中，搅拌混合并置于静电纺丝装置中，控制金属板为接收装置，金属板接收距离为15～20cm、静电纺丝电压为30～40kV，注射速率为13～15μL/min，静电纺丝并收集纺丝纤维；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份亚硫酸钠、1～2份3mol/L氢氧化钠溶液、1～2份尿素和3～5份十二烷基硫酸钠置于烧杯中，搅拌混合并静置6～8h，得溶解液，再按质量比1:10，将羊毛添加至溶解液中，搅拌混合并置于室温下静置2～3h，随后升温加热并置于75～80℃下保温反应1～2h，收集反应液并过滤，收集滤液并置于透析袋中，分别经3500、7000和14000分子量的透析袋透析处理，收集透析液并置于旋蒸装置中，控制在45～50℃下旋蒸至透析液体积的1/3，得浓缩液；按质量比1:10，将钛酸四丁酯添加至冰乙酸中，搅拌混合并收集得混合液，将混合液置于室温下静置陈化40～48h后，收集得纳米溶胶液；按重量份数计，分别称量45～50份纳米溶胶液、10～15份纺丝纤维、10～15份浓缩液和6～8份质量分数5％亚硫酸钠溶液置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液通过0.25～0.28μm的筛网中，过滤并收集混合浆液，静置陈化6～8h，即可制备得所述的抗起球高强型衣物整理剂材料。
实施例1
按质量比1:5，将蚕丝与质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合并加入煮沸15min，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥后得脱胶蚕丝，再按重量份数计，分别称量25份乙醇溶液、3份氯化钙和1份脱胶蚕丝置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温溶解，收集溶解液并按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液添加至溶解液中，搅拌混合并置于静电纺丝装置中，控制金属板为接收装置，金属板接收距离为15cm、静电纺丝电压为30kV，注射速率为13μL/min，静电纺丝并收集纺丝纤维；按重量份数计，分别称量45份去离子水、3份亚硫酸钠、1份3mol/L氢氧化钠溶液、1份尿素和3份十二烷基硫酸钠置于烧杯中，搅拌混合并静置6h，得溶解液，再按质量比1:10，将羊毛添加至溶解液中，搅拌混合并置于室温下静置2h，随后升温加热并置于75℃下保温反应1h，收集反应液并过滤，收集滤液并置于透析袋中，分别经3500、7000和14000分子量的透析袋透析处理，收集透析液并置于旋蒸装置中，控制在45℃下旋蒸至透析液体积的1/3，得浓缩液；按质量比1:10，将钛酸四丁酯添加至冰乙酸中，搅拌混合并收集得混合液，将混合液置于室温下静置陈化40h后，收集得纳米溶胶液；按重量份数计，分别称量45份纳米溶胶液、10份纺丝纤维、10份浓缩液和6份质量分数5％亚硫酸钠溶液置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液通过0.25μm的筛网中，过滤并收集混合浆液，静置陈化6h，即可制备得所述的抗起球高强型衣物整理剂材料。
实施例2
按质量比1:5，将蚕丝与质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合并加入煮沸17min，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥后得脱胶蚕丝，再按重量份数计，分别称量27份乙醇溶液、4份氯化钙和1份脱胶蚕丝置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温溶解，收集溶解液并按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液添加至溶解液中，搅拌混合并置于静电纺丝装置中，控制金属板为接收装置，金属板接收距离为17m、静电纺丝电压为35kV，注射速率为14μL/min，静电纺丝并收集纺丝纤维；按重量份数计，分别称量47份去离子水、4份亚硫酸钠、1份3mol/L氢氧化钠溶液、1份尿素和4份十二烷基硫酸钠置于烧杯中，搅拌混合并静置7h，得溶解液，再按质量比1:10，将羊毛添加至溶解液中，搅拌混合并置于室温下静置2～3h，随后升温加热并置于77℃下保温反应1h，收集反应液并过滤，收集滤液并置于透析袋中，分别经3500、7000和14000分子量的透析袋透析处理，收集透析液并置于旋蒸装置中，控制在47℃下旋蒸至透析液体积的1/3，得浓缩液；按质量比1:10，将钛酸四丁酯添加至冰乙酸中，搅拌混合并收集得混合液，将混合液置于室温下静置陈化44h后，收集得纳米溶胶液；按重量份数计，分别称量47份纳米溶胶液、12份纺丝纤维、12份浓缩液和7份质量分数5％亚硫酸钠溶液置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液通过0.26μm的筛网中，过滤并收集混合浆液，静置陈化7h，即可制备得所述的抗起球高强型衣物整理剂材料。
实施例3
按质量比1:5，将蚕丝与质量分数5%碳酸钠溶液搅拌混合并加入煮沸20min，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥后得脱胶蚕丝，再按重量份数计，分别称量30份乙醇溶液、5份氯化钙和2份脱胶蚕丝置于三角烧瓶中，搅拌混合并保温溶解，收集溶解液并按质量比1:5，将质量分数5％聚乙烯醇溶液添加至溶解液中，搅拌混合并置于静电纺丝装置中，控制金属板为接收装置，金属板接收距离为20cm、静电纺丝电压为40kV，注射速率为15μL/min，静电纺丝并收集纺丝纤维；按重量份数计，分别称量50份去离子水、5份亚硫酸钠、2份3mol/L氢氧化钠溶液、2份尿素和5份十二烷基硫酸钠置于烧杯中，搅拌混合并静置8h，得溶解液，再按质量比1:10，将羊毛添加至溶解液中，搅拌混合并置于室温下静置3h，随后升温加热并置于80℃下保温反应2h，收集反应液并过滤，收集滤液并置于透析袋中，分别经3500、7000和14000分子量的透析袋透析处理，收集透析液并置于旋蒸装置中，控制在50℃下旋蒸至透析液体积的1/3，得浓缩液；按质量比1:10，将钛酸四丁酯添加至冰乙酸中，搅拌混合并收集得混合液，将混合液置于室温下静置陈化48h后，收集得纳米溶胶液；按重量份数计，分别称量50份纳米溶胶液、15份纺丝纤维、15份浓缩液和8份质量分数5％亚硫酸钠溶液置于研钵中，研磨分散并收集分散浆液，将分散浆液通过0.28μm的筛网中，过滤并收集混合浆液，静置陈化6～8h，即可制备得所述的抗起球高强型衣物整理剂材料。
将本发明制备的实施例和未添加浓缩液制备的整理剂材料进行性能对照测试，具体测试结果如下表表1所示：
表1 性能对照表
由上表可知，本发明制备的整理剂材料具有优异的抗起球性能，同时，有效提高材料的力学强度。
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