本发明专利技术公开的提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对棉纤维进行预处理；步骤2、配置改性溶液，并采用水热法对棉纤维进行改性处理；步骤3、对改性后的棉纤维进行后处理。本发明专利技术方法解决了纳米二氧化钛包覆棉纤维染色性能不好、纳米二氧化钛与棉纤维结合牢度不高的问题，还赋予棉纤维抗紫外线、抗菌的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能纺织材料
，涉及一种棉纤维表面的改性方法，具体涉及一种。
技术介绍
纳米二氧化钛具有高的光催化活性，良好的耐热性和耐化学腐蚀性，可以用作催化剂及其载体、纳米敏感材料和纳米陶瓷功能材料等。纳米二氧化钛颗粒极易产生团聚，导致光催化活性大幅度地降低。因此合成单分散、高质量的纳米二氧化钛成为人们研究的重点。目前制备纳米二氧化钛的方法主要有溶胶凝胶法、均匀沉淀法、微乳法和水热法等，其中水热技术表现出了较为宽广的发展前景，这是因为反应发生在密闭的系统中，没有其它杂质的引入，制备时温度低、时间短，得到的纳米二氧化钛颗粒纯度高、分散性好、颗粒均匀、晶粒发育完整、形状可控，而且能够得到理想的化学计量组成材料。棉纤维以其优良的 透气和舒适性能备受人们喜爱，但是不具有抵抗紫外线能力，也没有抗菌性能，因此使用受到很大程度的限制。目前采用水热法使用硫酸钛、尿素、壳聚糖和分散剂对棉纤维进行纳米二氧化钛改性，再使用偶联剂对包覆的纳米二氧化钛颗粒进行偶联增强的相关技术还没有。纳米材料在纺织工业中的应用主要是通过共混纺丝和后整理两种方法实现的。共混法的缺点是纳米颗粒的制备过程较为复杂，颗粒容易团聚，包埋在纤维内部的纳米颗粒不能与氧气和水分接触，功能不能很好的发挥出来。使用粘合剂后整理虽然比较简单，但是粘合剂对纳米颗粒也会形成包裹，影响了织物手感等服用性能。使用硫酸钛和尿素对棉纤维进行改性，虽然能够在棉纤维表面包覆一层纳米二氧化钛颗粒薄膜，但是在染色过程中纳米二氧化钛薄膜会阻碍染料分子与棉纤维的结合，使得棉纤维上染百分率和染色深度都不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，解决了纳米二氧化钛包覆棉纤维染色性能不好、纳米二氧化钛与棉纤维结合牢度不高的问题，还赋予棉纤维抗紫外线、抗菌的性能。本专利技术所采用的技术方案是，提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛的棉纤维改性方法，具体按照以下步骤实施步骤I、对棉纤维进行预处理；步骤2、配置改性溶液，并采用水热法对棉纤维进行改性处理；步骤3、对改性后的棉纤维进行后处理。本专利技术的特点还在于，步骤I具体按照以下步骤实施称取棉纤维，并将称取的棉纤维依次浸泡在体积浓度为809Γ90%的丙酮、无水乙醇和去离子水中，于50°C 70°C条件下分别超声振荡清洗IOmin 20min，捞取出清洗干净的棉纤维后于70°C 90°C条件下烘干，得到预处理的棉纤维。步骤I中采用的超声波频率为28KHz，功率为100W。步骤2具体按照以下步骤实施I)按照步骤I得到的预处理后的棉纤维质量称取硫酸钛，预处理后的棉纤维与硫酸钛的质量比为3 :4 8 ;2)按照I)中称取的硫酸钛称取尿素,硫酸钛和尿素的质量比为2 6 :1 5 ;3)称取去离子水，将I)中称取的硫酸钛溶解于去离子水中，硫酸钛和去离子水的质量比为I :20 40，配置成硫酸钛溶液，再将2)中称取的尿素加入到硫酸钛溶液中，剧烈搅拌，得到混合溶液；·4)按照I)中棉纤维质量的5% 10%称取壳聚糖，按照I)中棉纤维质量的4% 8%称取十六烷基三甲基溴化铵，将称取的壳聚糖加入3)中配置好的混合溶液中，待壳聚糖溶解后加入称取的十六烷基三甲基溴化铵，形成改性溶液；5)将步骤I中清洗干净的棉纤维浸溃在4)中配置好的改性溶液中，浸溃15min 30min ；6)将经5)浸溃过改性溶液的棉纤维放入高温高压反应釜中，并向高温高压反应釜中倒入改性溶液，用去离子水填充使改性溶液的体积为高温高压反应釜体积的60% 80%，密封高温高压反应釜后，将高温高压反应釜放置于均相反应器中，在120°C 150°C条件下恒温处理2h 4h ;7)待反应结束后取出棉纤维，将改性后的棉纤维分别用无水乙醇和去离子水各浸泡IOmin 20min，最后于70°C 90°C条件下烘干，得到改性后负载纳米二氧化钛的棉纤维。步骤2中采用的壳聚糖是脱乙酰度为86%、分子量小于2000的壳聚糖。步骤3具体按照以下步骤实施I)按照体积比I :4 8分别量取无水乙醇和去离子水，将无水乙醇倒入去离子水中配置成乙醇溶液，称取乙醇溶液的质量；2)按I)中乙醇溶液质量的1% 3%称取Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂，将称取的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂缓慢滴加到I)中配置的乙醇溶液中并不断的搅拌，得到偶联剂溶液；3)取步骤2改性后的改性棉纤维加入2)中配置好的偶联剂溶液，于不大于40°C的条件下用偶联剂溶液对棉纤维进行偶联，偶联时间为3h 6h ;4)将3)偶联完成的棉纤维挤去多余水分后，先置于80°C 100°C烘箱中预烘20min 40min,再放入110°C 130°C的烘箱中焙烘3min 5min,之后分别用无水乙醇和去离子水漂洗焙烘干的棉纤维各IOmin 30min，最后将漂洗好的棉纤维于80°C 100°C烘干，即得到包覆纳米二氧化钛的棉纤维。本专利技术的有益效果是，使用硫酸钛、尿素、壳聚糖和分散剂在水热环境中，直接在棉纤维表面包覆纳米二氧化钛颗粒薄膜，再使用偶联剂对包覆纳米二氧化钛的棉纤维进行偶联增强处理，赋予棉纤维防紫外线、抗菌和自清洁的功能，改善纳米二氧化钛在棉纤维表面包覆不均匀，与棉纤维结合不牢固，以及改性后棉纤维上染百分率和染色深度不高的问题。通过调节硫酸钛、尿素、壳聚糖和分散剂的用量，控制反应温度和时间，优化出棉纤维最佳改性工艺和配方，本方法节省原材料，操作简便。附图说明图I是棉纤维改性前的扫描电镜照片；图2是采用本专利技术方法对棉纤维改性后的扫描电镜照片；图3是采用本专利技术方法对棉纤维改性后表面包覆的纳米二氧化钛颗粒的电子衍射图；图4是棉纤维改性前、后的紫外线可见光漫反射光谱曲线。具体实施方式 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术，具体按照以下步骤实施步骤I、对棉纤维进行预处理；称取棉纤维，并将称取的棉纤维依次浸泡在体积浓度为809Γ90%的丙酮、无水乙醇和去离子水中，于50°C 70°C条件下分别超声振荡清洗IOmin 20min，捞取出清洗干净的棉纤维后于70°C 90°C条件下烘干，得到预处理的棉纤维。步骤I中采用的超声波频率为28KHz，功率为100W。步骤2、配置改性溶液，并采用水热法对棉纤维进行改性处理；I)按照步骤I得到的预处理后的棉纤维质量称取硫酸钛，预处理后的棉纤维与硫酸钛的质量比为3 :4 8 ;2)按照I)中称取的硫酸钛称取尿素,硫酸钛和尿素的质量比为2 6 :1 5 ;3)称取去离子水，将I)中称取的硫酸钛溶解于去离子水中，硫酸钛和去离子水的质量比为I :20 40，配置成硫酸钛溶液，再将2)中称取的尿素加入到硫酸钛溶液中，剧烈搅拌，得到混合溶液；4)按照I)中棉纤维质量的5% 10%称取壳聚糖，按照I)中棉纤维质量的4% 8%称取十六烷基三甲基溴化铵，将称取的壳聚糖加入3)中配置好的混合溶液中，待壳聚糖溶解后加入称取的十六烷基三甲基溴化铵，形成改性溶液；5)将步骤I中清洗干净的棉纤维浸溃在4)中配置好的改性溶液中，浸溃15min 30min ；6)将经5)浸溃过改性溶液的棉纤维放入高温高压反应釜中，并向高温高压反应釜中倒入改性溶液，用去离子水填充使改性溶液的体积为高温高压反应釜体积的60% 80%，密封高温高压反本文档来自技高网...
【技术保护点】
提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对棉纤维进行预处理；步骤2、配置改性溶液，并采用水热法对棉纤维进行改性处理；步骤3、对改性后的棉纤维进行后处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，朱林林，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：
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