【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超疏水纺织品，具体涉及一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法。
技术介绍
1、棉织物在纺织工业中有着重要的地位，随着人们日常活动的日渐丰富，人们对纺织品的用途和功能的需求也有所提高，除了常见的保暖和装饰功能之外，对棉织物的其他功能也提出了新的要求，比如超疏水棉织物、抗菌棉织物、导电棉织物、紫外防护棉织物等。当前，研究得最为广泛的棉织物为超疏水棉织物，该棉织物已经实现了产业化，除应用于服装和家用纺织品产业领域外，在自清洁、油水分离、医疗等领域也发挥着重要的作用。
2、超疏水纺织品制备的关键在于粗糙结构的构造及在粗糙结构表面进行低表面能修饰。目前，构造粗糙结构的方法主要有化学刻蚀法、溶胶凝胶法、气相沉积法和模板法等。低表面能修饰常用的试剂主要有全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷等。然而，这些方法均存在着一些不足之处，如制造工艺复杂、制造过程需要高温条件、需要使用大量有机溶剂、含氟试剂不易降解会对环境造成危害、粗糙结构机械强度不够易脱落等。因此，开发制备方法简单、制备条件温和，且绿色环保的超疏水棉织物制备方法具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，首先用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和纤维素酶溶液混合得到的刻蚀液对棉织物进行刻蚀，然后采用物理浸渍的方法在棉织物表面接枝硅醇低表面能修饰剂，最终得到超疏水性表面。本专利
2、为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术提供了一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1、将棉织物浸入用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和纤维素酶配制的刻蚀溶液中，经30-50℃恒温刻蚀后清洗、干燥得到刻蚀后的棉织物；
5、s2、将刻蚀后的棉织物浸入由硅醇低表面能修饰剂水解得到硅醇溶液中，经低表面能处理使硅醇接枝到棉织物表面，最后经清洗、干燥得到超疏水棉织物。
6、本专利技术采用纤维素酶及无氟试剂对棉织物进行处理，刻蚀步骤中所使用的柠檬酸和酶制剂能够完全降解，其中柠檬酸既能为生物酶提供了稳定温和的溶液环境，而且由于每个柠檬酸分子中含有多个羧基，可以在刻蚀过程中与纤维进行结合；此外还能为后续的低表面能分子提供更多的结合位点，并提高低表面能分子与织物纤维之间的结合力，而且低表面能处理步骤使用的试剂也均不会对人体及环境造成危害。
7、生物酶是一种天然绿色催化剂，其本质是蛋白质，目前在染整工业中有着的广泛应用，如酶精练、酶漂白、酶整理和酶抛光等，但酶的性质不稳定，极容易受到环境的因素影响而导致结构发生变化进而失活。为此，本专利技术通过加入柠檬酸，能够为酶分子提供合适的液体环境，减小酶促反应过程中由于环境变化导致的酶失活现象，同时含有多个-cooh的柠檬酸分子能够与织物纤维的-oh反应结合到纤维表面，未反应的-cooh则为下一步低表面能分子的接枝提供更多的结合位点，通过化学键的作用与低表面能分子结合，从而提高低表面能的接枝效率和结合强度，提高疏水的效果和稳定性。该方法制备过程简单、所使用的试剂简单易得、绿色环保，无需严苛的制备条件和复杂的大型设备，仅通过简单的工艺即可制备得到疏水效果稳定的超疏水棉织物，且该方法可推广应用于其他纤维素基底材料(如棉花、再生纤维素等)。
8、优选地，所述的液体纤维素酶为商品液体纤维素酶。
9、优选地，所述柠檬酸-柠檬酸纳缓冲液的ph为5-6。具体地，所述柠檬酸-柠檬酸纳缓冲液的ph为5.5。
10、优选地，所述纤维素酶的体积浓度为8-12％。
11、优选地，步骤s1中，刻蚀的酶溶液浴比为100:1-50:1，刻蚀时间为20-60min。具体地，刻蚀的酶溶液浴比为80:1，刻蚀时间为30min。
12、优选地，步骤s1中，刻蚀的温度为40℃。
13、优选地，所述硅醇低表面能修饰剂包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和三氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。进一步地，所述硅醇低表面能修饰剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和三氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。
14、优选地，所述低表面能处理的时间为10-40min。具体地，所述低表面能处理的时间为30min。
15、优选地，所述硅醇低表面能修饰剂在硅醇溶液中的体积含量为5～10％(v/v)％。具体地，所述硅醇低表面能修饰剂在硅醇溶液中的体积含量为10％(v/v)％。
16、优选地，所述硅醇溶液的制备方法为：以乙醇为溶剂，加入0.1mol/l的盐酸溶液和硅醇低表面能修饰剂，经搅拌使硅醇低表面能修饰剂充分水解后制备得到。
17、优选地，所述硅醇低表面能修饰剂的水解时间为60-120min。具体地，所述硅醇低表面能修饰剂的水解时间为60min。
18、优选地，0.1mol/l的盐酸溶液在硅醇溶液中的体积含量为0.5～1.5(v/v)％。
19、优选地，步骤s1中，所述棉织物在刻蚀前需依次用乙醇和蒸馏水超声清洗，以除去表面的灰尘及其他杂质，烘干后再进行后续处理。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术公开了一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，首先采用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液和纤维素酶溶液混合得到的刻蚀液(简称纤维素酶刻蚀液)对棉织物表面进行刻蚀，使棉纤维产生一定的粗糙结构，其中柠檬酸-柠檬酸钠在作为缓冲液辅助刻蚀的同时，也能与织物纤维反应，为下一步的低表面能处理提供接枝位点。酶刻蚀后的织物再通过物理浸渍的方法，将硅烷低表面能修饰剂(比如十六烷基三甲氧基硅烷)通过化学键的作用接枝到织物表面，最终得到具有超疏水性的棉织物，从而解决了制备过程中需要高温等严苛条件以及使用大量难以降解的有毒有机试剂等问题。使制备得到的棉织物对环境无毒害、无污染、可回收降解，与皮肤直接接触不会对人体造成危害，并且制备过程中所需的温度仅为30-50℃，没有使用有毒有害的有机试剂，能有效降低生产能耗，避免了环境污染等问题。
22、本专利技术方法具有制备条件温和，制备原料绿色环保，制备工艺简单可控、易于操作等优点，为疏水纺织品的批量生产提供了新的方法。
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1.一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述柠檬酸-柠檬酸纳缓冲液的pH为5-6。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述纤维素酶的体积浓度为8-12％。
4.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，步骤S1中，刻蚀的酶溶液浴比为100:1-50:1，刻蚀时间为20-60min。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述硅醇低表面能修饰剂包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和三氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述低表面能处理的时间为10-40min。
7.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制
8.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述硅醇溶液的制备方法为：以乙醇为溶剂，加入0.1mol/L的盐酸溶液和硅醇低表面能修饰剂，经搅拌使硅醇低表面能修饰剂充分水解后制备得到。
9.根据权利要求8所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述硅醇低表面能修饰剂的水解时间为60-120min。
10.根据权利要求8所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，步骤S1中，所述棉织物在刻蚀前需依次用乙醇和蒸馏水超声清洗，以除去表面的灰尘及其他杂质，烘干后再进行后续处理。
...【技术特征摘要】
1.一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述柠檬酸-柠檬酸纳缓冲液的ph为5-6。
3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述纤维素酶的体积浓度为8-12％。
4.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，步骤s1中，刻蚀的酶溶液浴比为100:1-50:1，刻蚀时间为20-60min。
5.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备超疏水棉织物的环保绿色方法，其特征在于，所述硅醇低表面能修饰剂包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和三氟辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种柠檬酸辅助酶刻蚀制备...
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