一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，属于纺织面料技术领域。本发明专利技术先将腈纶纤维用碱液超声浸渍后，再于氧气气氛中进行等离子处理，得预处理腈纶纤维；再利用高碘酸钠对明胶进行改性，依次经氯化钠溶液和去离子水透析后，真空冷冻干燥，得改性明胶；随后利用聚苯乙烯磺酸钠对氧化石墨烯进行预处理，制得预处理氧化石墨烯；再利用改性明胶、预处理氧化石墨烯和水构成复配分散液，并以此分散液对预处理腈纶纤维进行浸渍，制得浸渍改性腈纶纤维；再将浸渍改性腈纶纤维浸渍于碱性硝酸银镀液中，并调节pH至明胶等电点，再经过滤、洗涤和干燥，即得功能型镀银腈纶纤维。本发明专利技术所得功能型镀银腈纶纤维具有优异的抗菌和抗电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法
本专利技术公开了一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，属于纺织面料

技术介绍
随着科学技术的发展，大量的电子电器设备和无线电通讯设备在世界各地被广泛地使用。它们极大地促进了人类文明的进步，同时也给人类社会的发展带来了一些危害，尤其是对人类健康的危害。电磁污染问题己经引起了国际科技界的高度重视。由于电磁能量对人体器官产生不良影响，所以长时间生活在比较强的电磁环境中，将会对人体造成严重的伤害。人体及仪器设备受电磁的危害，大致与三个因素有关：一是微波的特性，即微波的频率和强度；二是微波照射的时间的长短；三是人体或设备采取的防护措施。因此，具有电磁屏蔽功能的材料可以对人体及仪器设备起到很好的防护作用，可以在一定程度上减小电磁波的危害，对人类社会的发展具有非常重要的意义。电磁屏蔽是将电磁场的干扰源或传播路径切断，从而达到消除或减弱电磁波对人体或其他设备造成的不良影响。实现电磁屏蔽的方法是通过使用电磁屏蔽材料将两个不同区域的电磁信号屏蔽在一个区域之中。主要是利用电磁屏蔽材料切断或减弱电场、磁场和电磁场的传播路径。其中导电徐料使用的主要技术包括：化学渡，导电喷涂，真空锥膜和电银等。其中化学锥技术由于操作简单方便、成本低常用于具有电磁屏蔽功能织物的制备。银粒子的使用可以追溯到新石器时代，到8世纪时期开始应用于医药方面。近代，随着对纳米材料的研究，纳米银粒子特有的物理化学性能受到各个领域的关注。纳米银应用于纺织品材料可以获得具有良好的抗菌、导电、电磁屏蔽、抗静电、拒水等性能的功能性纺织品。镀银纺织品的制备方法主要包括物理方法和化学方法。化学方法有原位合成，化学锻等；物理方法有磁控溅射，真空沉积，超临界二氧化碳法等。化学方法由于操作简单、成本低、易控制，具有重大的学术研究和工业价值。化学方法主要通过还原反应得到银粒子，其还原方法包括光还原、碳热还原、还原剂还原等。通过简单的还原方法制备的镀银纺织品，银粒子与纺织品结合力差，银层的稳定性差，不耐水洗，无法长期使用。为延长其使用期限在利用化学方法制备镀银纺织品时，要对基体材料进行修饰从而制备连接层。连接层通过共价键的作用一端连接基体材料一端连接银层，进而增加锻层的稳定性。化学镀银的方法主要分为原位聚合和化学镀。原位聚合首先将银离子涂覆在纺织品上，即银的前驱体涂覆纺织品，然后原位还原得到银粒子，获得镀银纺织品。原位聚合制备镀银纺织品，一般经过一步还原就可得到。Lu等将预处理后的丝纤维浸入到硝酸银溶液中，利用蚕丝蛋白所含有的氨基酸和带电化学基团吸附银离子，得到含有银离子的丝纤维。在紫外灯下分别辐照1h、3h、5h，一步还原得到银粒子，制备镀银丝纤维。目前传统的化学镀银工艺在腈纶纤维表面镀银时，镀层和纤维基体之间的结合力较弱，在使用过程中容易脱落，从而导致产品的抗菌和抗电磁屏蔽性能随使用时间延长衰减严重，因此还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统化学镀银工艺在腈纶纤维表面镀银时，镀层和纤维基体之间的结合力较弱，在使用过程中容易脱落，从而导致产品的抗菌和抗电磁屏蔽性能随使用时间延长衰减严重的弊端，提供了一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）将腈纶纤维用碱液超声浸渍后，洗涤，干燥，再与氧气气氛中进行等离子处理，得预处理腈纶纤维；（2）按重量份数计，依次取8～10份明胶，100～120份水，1～3份高碘酸钠，先将明胶分散于水中，于惰性气体保护状态下，再加入高碘酸钠，低温搅拌反应24～36h后，过滤，并依次于氯化钠溶液和去离子水中透析，再经真空冷冻干燥，得改性明胶；（3）将氧化石墨烯和水按质量比为1：5～1：6超声分散后，再加入氧化石墨烯质量10～12%的聚苯乙烯磺酸钠，搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得预处理氧化石墨烯；（4）按重量份数计，依次取20～30份改性明胶，10～15份预处理氧化石墨烯，200～300份水，混合后调节pH至8.0～8.2，搅拌混合均匀后，超声分散，得复配分散液；（5）将预处理腈纶纤维浸渍于复配分散液中，保温浸渍30～45min后，调节复配分散液pH至明胶等电点，继续保温浸渍10～15min后取出，加热干燥脱水，得浸渍改性腈纶纤维；（6）将浸渍改性腈纶纤维浸渍于碱性硝酸银镀液中，恒温超声反应后，调节pH至明胶等电点，再经过滤，洗涤，真空干燥，即得功能型镀银腈纶纤维。步骤（1）所述碱液为质量分数为8～10%的碱液；所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的任意一种；优选质量分数为10%的氢氧化钠溶液。步骤（2）所述明胶为等电点为6.2～6.5的明胶。步骤（2）所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的任意一种。步骤（2）所述依次于氯化钠溶液和去离子水中透析为：先于质量分数为0.85～0.92%的氯化钠溶液中透析3～5次，每次透析时间为4～6h，再于去离子水中透析2～3次，每次透析时间为3～5h。步骤（5）所述加热干燥脱水为：于真空干燥箱中，于温度为85～95℃，压力为100～120Pa条件下，加热真空脱水至恒重。步骤（6）所述碱性硝酸银镀液成分为：硝酸银8～10g/L，无水乙醇60～80mL/L，氨水80～100mL/L。步骤（1）所述腈纶纤维可选用无光腈纶纤维、半光腈纶纤维或有光腈纶纤维中的任意一种，优选无光腈纶纤维；所述腈纶纤维规格可选用腈纶短纤维、腈纶正规条、腈纶混合条或腈纶膨体条中的任意一种，优选1.4D×38mm规格的腈纶短纤维。步骤（2）所述水中还可以加入明胶质量10～20%的微晶纤维素；所述微晶纤维素选用极限聚合度为80～120的微晶纤维素；优选添加明胶质量10%的极限聚合度为100的微晶纤维素。步骤（6）所述真空干燥为：于温度为95～100℃，压力为80～100Pa条件下，真空干燥至恒重。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术技术方案首先采用碱液侵蚀腈纶纤维，改变腈纶纤维表面结构，再利用氧等离子处理，从而在腈纶纤维表面引入含氧官能团；再利用高碘酸钠为氧化剂，使明胶分子结构中羟基部分转变为醛基，实现对明胶的改性处理；随后利用聚苯乙烯磺酸钠对氧化石墨烯进行预处理，利用聚苯乙烯磺酸钠苯环结构与氧化石墨烯共轭区的π-π相互作用力，提高氧化石墨烯层间结构之间的负电荷数量，使其相互排斥而拓宽层间距，从而有利于后续化学镀银过程中银的沉积；（2）本专利技术技术方案利用改性明胶和预处理氧化石墨烯构成的复配分散液为浸渍液，对预处理腈纶纤维进行改性，在改性过程中，腈纶纤维表面的含氧官能团、明胶分子结构中的醛基、羟基、氨基和羧基，以及氧化石墨烯结构中的氨基、环氧基和羧基等官能团相互之间可发生脱水缩合反应，从而在腈纶纤维表面形成氧化石墨烯和明胶的复合包覆层，且纤维基体和包覆层之间形成牢固的化学键合；（3）本专利技术技术方案通过以改性明胶为还原剂，其分子结构中醛基可使银离子还原为银单质，且一旦有银单质形成，即可被氧化石墨烯和明胶吸附固定，从而在氧化石墨烯片层结构之间或明胶中形成均匀的银镀层，另外，明胶分子结构中既含有氨基还含有羧基，在碱性条件下，其分子结构中羧基离子化，使其因为带有同种负电荷而膨胀，膨胀过程发生在银的化学镀过程中，有利于银单质充分被吸附固定，在化学镀银结束后，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将腈纶纤维用碱液超声浸渍后，洗涤，干燥，再于氧气气氛中进行等离子处理，得预处理腈纶纤维；（2）按重量份数计，依次取8～10份明胶，100～120份水，1～3份高碘酸钠，先将明胶分散于水中，于惰性气体保护状态下，再加入高碘酸钠，低温搅拌反应24～36h后，过滤，并依次于氯化钠溶液和去离子水中透析，再经真空冷冻干燥，得改性明胶；（3）将氧化石墨烯和水按质量比为1：5～1：6超声分散后，再加入氧化石墨烯质量10～12%的聚苯乙烯磺酸钠，搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得预处理氧化石墨烯；（4）按重量份数计，依次取20～30份改性明胶，10～15份预处理氧化石墨烯，200～300份水，混合后调节pH至8.0～8.2，搅拌混合均匀后，超声分散，得复配分散液；（5）将预处理腈纶纤维浸渍于复配分散液中，保温浸渍30～45min后，调节复配分散液pH至明胶等电点，继续保温浸渍10～15min后取出，加热干燥脱水，得浸渍改性腈纶纤维；（6）将浸渍改性腈纶纤维浸渍于碱性硝酸银镀液中，恒温超声反应后，调节pH至明胶等电点，再经过滤，洗涤，真空干燥，即得功能型镀银腈纶纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将腈纶纤维用碱液超声浸渍后，洗涤，干燥，再于氧气气氛中进行等离子处理，得预处理腈纶纤维；（2）按重量份数计，依次取8～10份明胶，100～120份水，1～3份高碘酸钠，先将明胶分散于水中，于惰性气体保护状态下，再加入高碘酸钠，低温搅拌反应24～36h后，过滤，并依次于氯化钠溶液和去离子水中透析，再经真空冷冻干燥，得改性明胶；（3）将氧化石墨烯和水按质量比为1：5～1：6超声分散后，再加入氧化石墨烯质量10～12%的聚苯乙烯磺酸钠，搅拌反应后，过滤，洗涤和干燥，得预处理氧化石墨烯；（4）按重量份数计，依次取20～30份改性明胶，10～15份预处理氧化石墨烯，200～300份水，混合后调节pH至8.0～8.2，搅拌混合均匀后，超声分散，得复配分散液；（5）将预处理腈纶纤维浸渍于复配分散液中，保温浸渍30～45min后，调节复配分散液pH至明胶等电点，继续保温浸渍10～15min后取出，加热干燥脱水，得浸渍改性腈纶纤维；（6）将浸渍改性腈纶纤维浸渍于碱性硝酸银镀液中，恒温超声反应后，调节pH至明胶等电点，再经过滤，洗涤，真空干燥，即得功能型镀银腈纶纤维。2.根据权利要求1所述的一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述碱液为质量分数为8～10%的碱液；所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的任意一种；优选质量分数为10%的氢氧化钠溶液。3.根据权利要求1所述的一种功能型镀银腈纶纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述明胶为等电点为6.2～6.5的明胶。4.根据权利要求1所述的一种功能型镀银腈纶纤维的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：石雅琴，
申请(专利权)人：常州市海若纺织品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32