丝胶封装的结构色织物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丝胶封装的结构色织物及其制备方法。制备方法包括：提供织物前体，织物前体包括织物基体以及设置于织物基体表面的多个纳米结构基元；使丝胶蛋白、催化剂在溶剂中进行反应，获得前体溶液；使第一前体溶液与交联剂混合，进行预交联反应，获得丝胶封装溶液；使织物前体与丝胶封装溶液接触，并进行热处理固化成膜，获得丝胶封装的结构色织物。本发明专利技术所提供的制备方法操作简单、成本低廉，反应条件温和，制备的结构色织物兼具安全无毒、结构稳定、颜色耐久性好和光学性质优异的优势，在印染着色方面有着重要的应用价值。在印染着色方面有着重要的应用价值。在印染着色方面有着重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
丝胶封装的结构色织物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及结构色纺织
，尤其涉及一种丝胶封装的结构色织物及其制备方法，特别是一种丝胶封装的高稳定性非虹彩结构色织物的制备方法。

技术介绍

[0002]结构生色是通过对光的散射、干涉和衍射作用产生颜色的，在生色的过程中具有清洁环保生态的独特优点。
[0003]目前，结构色织物的研究中，主要通过人工制备光子晶体的方法来实现。然而，白色织物表面自组装制备的光子晶体结构色的颜色往往苍白、对比度低，这是织物表面大量的反射背景光和光子晶体中的非相干散射光影响的结果。为了解决这一问题，增强结构色的对比度，获得亮丽鲜艳的结构色，中国专利技术专利CN105182567B以及CN104233802B将织物进行预染再沉积光子晶体，中国专利技术专利CN111648144A在光子晶体中引入炭黑。此外，由于纳米颗粒之间以及纳米颗粒与基材之间主要通过氢键和范德华力等弱作用力结合，在外力作用(水洗、摩擦、弯折)下非晶胶体阵列易被破坏，导致结构色消失，使得非晶胶体阵列结构生色在纺织应用上受到了很大限制。
[0004]聚多巴胺(PDA)和天然织物多酚富含酚羟基，具有类似于贻贝粘附蛋白的强粘附性，几乎可以附着在所有基底的表面。因此，将PDA和天然织物多酚引入结构色材料的制备/构建可以有效提高其结构稳定性，使之满足纺织品的服用性。
[0005]然而，采用聚多巴胺或酚类聚合物包覆的核壳纳米粒子虽可增加粒子间的粘附力，但是结构稳定性的提升仍然有限，仍难以满足纺织品的实际应用需要。后续东南大学Gu等人(Liu P M，Chen J L，Zhang Z X.Bio
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inspired robust non
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iridescent structural color with self
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adhesive amorphous colloidal particle arrays[J].Nanoscale，2018，10：3673
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3679.)通过PDA对二氧化硅(SiO2)微球进行修饰，制备了核壳结构的SiO2@PDA纳米微球，并进一步通过喷涂的方法制备了SiO2@PDA非晶光子阵列，进而通过对其进行氨蒸汽处理，使得微球表面的PDA与氨根离子发生席夫碱反应而形成新的共价键，增大结构基元间的相互作用力，但是共价交联只存在与纳米微球的点接触处，对于牢度的提高有限。因而，发展一种具有优异光学性质和高结构稳定性的非晶胶体阵列的制备方法对于推动非晶胶体阵列结构生色技术在纺织品着色领域的实际应用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种丝胶封装的结构色织物及其制备方法，解决现有技术中的结构色织物无法兼具优异光学性质和高结构稳定性的问题。
[0007]丝胶蛋白具有良好的生物相容性和生物降解性，但丝胶溶液直接风干形成的丝胶膜的性能较差，难以直接使用，过去常常作为丝绸企业的废弃物被排放。本专利技术在已公开的文献的基础上，进一步采用预交联的丝胶蛋白膜封装，以提高生色结构的稳定性。
[0008]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种丝胶封装的结构色织物的制备方法，包括如下的步骤：
[0010]提供织物前体，所述织物前体包括织物基体以及设置于所述织物基体表面的多个纳米结构基元；
[0011]将丝胶蛋白和酶催化剂在溶剂中进行反应，获得前体溶液；
[0012]将所述第一前体溶液与交联剂混合，进行预交联反应，获得丝胶封装溶液；
[0013]将所述织物前体与丝胶封装溶液接触，并进行热处理固化成膜，获得丝胶封装的结构色织物。
[0014]优选的，纳米结构基元的表面包覆有酚类化合物。
[0015]本专利技术提供了一种丝胶封装的高稳定性非虹彩结构色织物的制备方法，其技术方案优选包括：制备酚类化合物包覆的高折射率核壳结构的纳米微球分散液；配制改性丝胶封装溶液，将其涂覆在非晶胶体阵列结构生色织物表面，所述的改性丝胶封装溶液中包括丝胶蛋白、壳聚糖、酪氨酸酶；将上述得到的非晶胶体阵列结构生色织物置于烘干装置内烘干固化，即可得到产品。
[0016]其中，本专利技术的重点在于利用丝胶蛋白及其对应的催化剂与交联剂，对于织物前体，尤其是分布于织物前体表面的纳米微球进行封装，以获得兼具优异光学性质和高结构稳定性的结构色织物，而对于织物前体的获取方法并非本专利技术的核心内容，该具有结构色的织物前体及其制备的方法已公开与诸多现有技术中，(例如，中国专利技术专利CN202110407250.7和CN202110405974.8以及Zhu X W，Wei T C，Mia M S，et al.Preparation of PS@PDA Amorphous Photonic Structural Colored Fabric with Vivid Color and Robust Mechanical Properties Based on Rapid Polymerization of Dopamine[J].Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，2021，622：126651)，在此基础上，本领域技术人员仍然可以采用不同于已公开的现有技术的方法进行织物前体的制备，只要该织物前体具有上述的特征，亦均属本专利技术的保护范围之内。
[0017]作为上述技术方案的进一步细化，首先可以进行纳米微球的分散，然后进行非晶光子晶体结构色织物的制备：采用天然酚类化合物包覆下述步骤(1)中所述的纳米微球，在纺织基材表面构建非晶胶体阵列，得到非晶胶体阵列结构生色织物。
[0018]本专利技术进一步提供以下步骤：
[0019](1)改性丝胶封装液的配制：制备不同固含量的丝胶蛋白水溶液，并向其中加入一定量的酪氨酸酶，在一定的温度下反应一定的时间后将一定pH值的壳聚糖溶液加入其中，并在一定的温度下保温一定时间。
[0020](2)高稳定性结构色织物的制备：将步骤(1)中制备的改性丝胶封装液涂覆在非晶光子晶体结构色织物表面，置于烘干装置内烘干固化，得到丝胶封装的高稳定性非虹彩结构色织物。
[0021]上述技术方案的原理为：作为催化剂的酪氨酸酶的加入对丝胶蛋白中酚羟基的催化氧化，使其氧化成醌，这种醌和丝胶蛋白自身中的
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NH2发生一系列复杂的交联反应；同时，作为交联剂的壳聚糖的加入，增加了交联反应：壳聚糖中含有大量的
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NH2，可以与丝胶蛋白生成的醌类物质发生反应，即添加壳聚糖后，经酪氨酸酶催化形成的醌类物质可能与丝胶蛋白分子本身发生反应，也可能与壳聚糖分子发生反应，形成复杂的交联结构，当将其
涂覆在非晶胶体表面时，多酚化合物中酚羟基与丝胶蛋白中的氨基可发生席夫碱反应形成共价键结合，固化成膜后可以对非晶胶体阵列层起到强保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝胶封装的结构色织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供织物前体，所述织物前体包括织物基体以及设置于所述织物基体表面的多个纳米结构基元；将丝胶蛋白和酶催化剂在溶剂中进行反应，获得前体溶液；将所述前体溶液与交联剂混合后进行预交联反应，获得丝胶封装溶液；将所述织物前体与所述丝胶封装溶液接触，并进行热处理固化成膜，获得所述丝胶封装的结构色织物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米结构基元包括内核以及外壳；所述内核包括聚苯乙烯
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聚二乙烯基苯；所述外壳包括聚多酚。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述织物基体包括棉、蚕丝以及羊毛中的任意一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将丝胶蛋白和酶催化剂在溶剂中进行反应时，所述前体溶液中，丝胶蛋白的添加量为0.1
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1wt％，所述酶催化剂的添加量为1800
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2300U/g。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应的反应温度为25
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45℃，反应时间为90
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120min；所述酶催化剂包括酪氨酸酶。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亦江，杨帅康，韦天琛，邢铁玲，李义臣，陈国强，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：