一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料及其制备方法，具体制备方法为：将预处理的铝片作为阳极，钛板为阴极，分别以磷酸溶液和铬酸溶液为电解液，进行二次阳极氧化，清洗去除铝片表面的酸性溶液和氧化膜，得到多孔阳极氧化铝膜；将纳米二氧化钛溶胶加入四氢呋喃中，分别加入左旋乳酸和辛酸亚锡催化剂，加热反应后，与聚乳酸溶液混合均匀，得到二氧化钛改性的聚乳酸溶液；将多孔阳极氧化铝膜浸渍于二氧化钛改性的聚乳酸溶液中，微波振荡，涂覆于纺织品表面，在室温下固化成膜后，利用微压印技术在膜的表面形成纳米柱阵列，制备得到具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料。

A Composite Fabric Modified by Porous Alumina/Titania-based Polylactic Acid with Nano-column Array Structure and Its Preparation Method

The invention provides a porous alumina/titanium dioxide-based polylactic acid modified composite fabric with nano-column array structure and a preparation method thereof. The preparation method is as follows: the pretreated aluminum sheet is used as an anode, the titanium sheet is used as a cathode, and the phosphoric acid solution and the chromic acid solution are used as an electrolyte respectively for secondary anodic oxidation and cleaning. Porous anodic alumina film was prepared by adding nano-titanium dioxide sol into tetrahydrofuran, adding levolactic acid and stannous octanoate catalyst respectively, and then heating the reaction, mixing with polylactic acid solution evenly to obtain titanium dioxide modified polylactic acid solution. The aluminium film was impregnated in titanium dioxide modified polylactic acid solution, coated on the surface of textiles by microwave oscillation, cured at room temperature to form a film. The nano-column array was formed on the surface of the film by micro-imprinting technology. The porous alumina/titanium dioxide modified polylactic acid composite fabric with nano-column array structure was prepared.

【技术实现步骤摘要】
一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料及其制备方法
本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料及其制备方法。
技术介绍
多孔阳极氧化铝是铝箔在酸性溶液中经过阳极氧化得到，在金属铝箔为阳极，钛片或者碳片作为阴极，硫酸、草酸、硼酸、硼酸盐、磷酸或者铬酸作为电解液，通过调节电解液对氧化铝膜的溶解性制备得到多孔型和阻挡型，其中多孔型氧化铝膜是因为电解液对氧化铝膜有溶解作用，在形成氧化铝膜的同时又有部分氧化铝膜开始溶解，因溶解速度和新氧化铝膜生产的速度制备得到孔洞均匀性、尺寸和有序性不同的多孔型氧化铝，此外多孔氧化铝还具有优异的抗腐蚀性、抗磨损性和绝缘性，因此多孔阳极氧化铝不仅可以作为模板制备纳米线、纳米点、纳米柱等，还可作为填充半导体材料在传感器、电子装置、磁性存储盘、生物薄膜等领域有应用前景。TiO2是一种性能优异无毒的半导体氧化材料，具有高的折射率和介电常数，对400～800nm的可见光具有较强的反射能力，而对紫外线的吸收能力较强，所以氧化钛在光学材料、紫外线屏蔽材料、半导体材料、光催化材料方面有重要的应用。研究发现将TiO2与多孔氧化铝模板复合可进一步提高TiO2材料的综合性能。中国专利CN101284427B公开的氧化铝基/纳米二氧化钛-核/壳结构复合微球及其制备方法，将球形氧化铝悬浮液中加入二氧化钛溶液，缓慢滴加氨水/碳酸钠/碳酸氢钠碱性沉淀剂，使钛离子在悬浮颗粒上沉淀结晶形成包裹层，将体系pH值达4-7时，停止滴加沉淀剂，再继续反应半小时以上后，过滤洗涤，干燥，得到包覆微球的前驱体，最后经高温焙烧，得到氧化铝基/纳米二氧化钛-核/壳结构复合微球。该方法制备利用氧化铝基底的良好沉降性避免纳米二氧化钛的团聚，制备方法简单，成本低。中国专利CN106729828A公开的一种多功能组合物及其制作方法和应用，将硅藻土微孔吸附纳米二氧化钛和纳米银后与无铅玻璃粉氧化物相互吸附为一体，其中无铅玻璃粉氧化物是利用无铅玻璃粉和水玻璃将氧化镁/氧化钛/氧化铝/氧化镍/氧化锌/氧化铁/氧化稀土熔接在一起，制备得到具有负离子和远红外线功能的氧化物质，该材料将氧化铝和氧化钛通过物理吸附和熔接的方式，将多种氧化物很好地相互成型粘结，不需要经过高温熔结技术，生产成本低。由上述现有技术可知，通过化学和物理方式可将氧化铝和氧化钛结合可制备得到的产品具有很高的催化活性，但是目前对于多孔阳极氧化铝为模板制备二氧化钛复合材料方面的研究并不多见。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料及其制备方法，本专利技术将二次阳极氧化的多孔阳极氧化铝膜与含接枝乳酸的二氧化钛的聚乳酸溶液混合后形成整理液对纺织面料进行整理，并进行表面微纳结构处理，使制备的面料不仅具有优良的光催化性和生物相容性，还有利于皮肤等细胞的吸附和再生，适合用于智能纺织品和生物医疗等领域。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料，所述具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料包括纺织面料和涂层，所述涂层表面含有纳米柱阵列，所述涂层包括多孔阳极氧化铝膜、聚乳酸和乳酸改性的二氧化钛颗粒。本专利技术还提供一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料的制备方法，包括以下步骤：(1)将预处理的铝片作为阳极，钛板为阴极，以0.5-0.8moL/L磷酸溶液为电解液，在35-40V下，在4℃下，进行一次阳极氧化3-4h，清洗去除铝片表面的酸性溶液和氧化膜，得到一次氧化处理的氧化铝膜，将一次氧化处理的氧化铝膜再次置于以0.3-0.5moL/L铬酸溶液为电解液，在35-40V下，在4℃下，进行二次阳极氧化50-90min，清洗去除铝片表面的酸性溶液和氧化膜，得到多孔阳极氧化铝膜；(2)将纳米二氧化钛溶胶加入四氢呋喃中，超声分散均匀后，加入左旋乳酸，一边搅拌一边滴加辛酸亚锡催化剂，加热反应得到乳酸改性的二氧化钛颗粒，将乳酸改性的二氧化钛颗粒加入到聚乳酸溶液中，混合均匀，得到二氧化钛改性的聚乳酸溶液；(3)将步骤(1)制备的多孔阳极氧化铝膜浸渍于步骤(2)制备的二氧化钛改性的聚乳酸溶液中，在微波振荡的作用下，充分浸渍后，涂覆于纺织品表面，在室温下固化成膜后，利用微压印技术在膜的表面形成纳米柱阵列，制备得到具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，预处理的铝片的制备方法为：将铝片表面清洗后，置于乙醇和高氯酸的电解液中，在电压为15-20v下，在4℃下，电化学抛光2-4min，得到预处理的铝片。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，去除表面的氧化膜的方法为用5-6％磷酸或/和3-4％铬酸的溶液在30-60℃下浸渍处理。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，孔阳极氧化铝膜中孔径为100-300nm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，纳米二氧化钛和左旋乳酸的质量比为1:4-5，辛酸亚锡催化剂的用量占总体系质量的0.6-1wt％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，二氧化钛改性的聚乳酸溶液中乳酸改性的二氧化钛颗粒和聚乳酸的质量比为1:45-50。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，微波振荡的功率为50-100W，时间为30-60min，浸渍的时间为3-6h。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，纳米柱阵列的柱体直径为200-250nm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料中包括纺织面料和涂层，涂层的厚度为10-500μm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料包括纺织面料和表面含有纳米柱阵列的涂层，通过将改性的聚乳酸膜经微压印技术在膜的表面形成纳米柱阵列，聚乳酸膜的成膜性好，将表面形成的纳米柱阵列与聚乳酸良好的生物相容性结合，进一步提高皮肤等细胞在面料涂层表面的附着能力，提高复合面料的生物性能，且涂层包括多孔阳极氧化铝膜、聚乳酸和乳酸改性的二氧化钛颗粒，利用多孔阳极氧化铝膜为载体，将聚乳酸和乳酸改性的二氧化钛颗粒吸附到多孔阳极氧化铝膜的孔隙中，且二氧化钛经乳酸改性后再与聚乳酸复合，使乳酸改性的二氧化钛颗粒能在聚乳酸溶液中均匀分散，且经二氧化钛改性的聚乳酸的膜的力学性能、抗紫外性能和储能模量，再将二氧化钛改性的聚乳酸溶液浸渍于多孔阳极氧化铝膜中，将二氧化钛均匀分布于多孔阳极氧化铝膜中，进一步提高聚乳酸膜的力学性能，且由于聚乳酸薄膜的特殊结构，使薄膜具有优异的光催化性能和光电性能，因此适合用于智能纺织品和生物医疗等领域。(2)本专利技术制备的多孔阳极氧化铝膜基于二次阳极氧化制备得到，通过磷酸和铬酸作为电解液，并在二次阳极氧化处理之前去除氧化膜和酸液，有利于制备得到孔径大小均一且分布均匀的多孔阳极氧化铝膜，有利于提高纺织面料的涂层的结构的均匀性，以及与面料的结合力度，赋予纺织面料优异的生物相容性、力学性能和光学性能，综合性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料，其特征在于：所述具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料包括纺织面料和涂层，所述涂层表面含有纳米柱阵列，所述涂层包括多孔阳极氧化铝膜、聚乳酸和乳酸改性的二氧化钛颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料，其特征在于：所述具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料包括纺织面料和涂层，所述涂层表面含有纳米柱阵列，所述涂层包括多孔阳极氧化铝膜、聚乳酸和乳酸改性的二氧化钛颗粒。2.一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将预处理的铝片作为阳极，钛板为阴极，以0.5-0.8moL/L磷酸溶液为电解液，在35-40V下，在4℃下，进行一次阳极氧化3-4h，清洗去除铝片表面的酸性溶液和氧化膜，得到一次氧化处理的氧化铝膜，将一次氧化处理的氧化铝膜再次置于以0.3-0.5moL/L铬酸溶液为电解液，在35-40V下，在4℃下，进行二次阳极氧化50-90min，清洗去除铝片表面的酸性溶液和氧化膜，得到多孔阳极氧化铝膜；(2)将纳米二氧化钛溶胶加入四氢呋喃中，超声分散均匀后，加入左旋乳酸，一边搅拌一边滴加辛酸亚锡催化剂，加热反应得到乳酸改性的二氧化钛颗粒，将乳酸改性的二氧化钛颗粒加入到聚乳酸溶液中，混合均匀，得到二氧化钛改性的聚乳酸溶液；(3)将步骤(1)制备的多孔阳极氧化铝膜浸渍于步骤(2)制备的二氧化钛改性的聚乳酸溶液中，在微波振荡的作用下，充分浸渍后，涂覆于纺织品表面，在室温下固化成膜后，利用微压印技术在膜的表面形成纳米柱阵列，制备得到具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料。3.根据权利要求2所述的一种具有纳米柱阵列结构的多孔氧化铝/二氧化钛基聚乳酸改性的复合面料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，预处理的铝片的制备方法为：将铝片表面清洗后，置于乙醇和高氯酸的电解液中，在电压为15-20v下，在4℃下，电化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东进，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44