一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法
技术领域
本发明涉及功能面料领域，具体涉及一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法。
背景技术
涤纶具有良好的折皱弹性和挺括性，被广泛用作纺织服装面料及其他工业用纤维制品。但因聚酯大分子中只有两端有两个羟基，因此涤纶织物是疏水织物，不吸湿不导湿，穿着舒适性差，生物相容性也差。涤纶织物的亲水改性一直是涤纶改性的热点课题。
目前，涤纶由于具有优越的力学性能而被大量生产应用，但涤纶分子结构紧密且结晶度高，亲水性及吸湿性能相对较差，使之应用领域受到相应的限制。为改善涤纶的亲水性能，多年以来国际国内已进行大量的研究，采用的亲水改性方法主要分为两类：一是在涤纶纤维原料进行改性，该方法技术要求高，在实际生产中应用较少；二是在涤纶纤维表面进行亲水改性，主要有在纤维表面引入亲水性物质等方式，工艺简单，操作方便。
涤纶织物具有良好的挺括性、折皱弹性，能够洗可穿；丝蛋白具有良好的生物相容性，对人体皮肤友好，具有保健功能；因此研究在涤纶织物表面接枝丝蛋白，开发既具有良好服用性能又具有良好生物相容性的高功能涤纶面料，将具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供改性接枝亲水柔性涤纶面料，解决目前涤纶亲水性差的问题，同时研究在涤纶织物表面接枝丝蛋白，开发既具有良好服用性能又具有良好生物相容性的高功能涤纶面料。
技术方案：一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，在一定的浴比下进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、硅烷偶联剂以一定比例混合得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，一定温度下反应，并调节pH值至3-4，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡戊二醛水溶液中，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
优选的，所述整理液中乙二胺的浓度为1-3％，氢氧化钠的浓度为5.5-12％，浴比为1：20-40，温度为60-70℃，时间为60-90min。
优选的，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
优选的，所述氨基硅烷偶联剂为
优选的，所述预反应液中的pH维持7-8，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:0.5-2:100。
优选的，所述反应温度为先在40-50℃下反应30min，然后升温至70-80℃反应4-7h。
优选的，所述戊二醛溶液的浓度为20-30wt％，浸泡时间为30-60min，温度为50-80℃。
优选的，所述小分子多肽溶液为丝素或丝胶降解的小分子多肽溶液，其浓度为0.5-3.5wt％。
有益效果：本发明的具有以下优点：
1、选用聚乙烯醇酯与氨基硅烷偶联剂，通过交联法在聚酯面料表面包裹含有大量羧基和硅羟基的亲水层，赋予涤纶面料稳定的亲水性；
2、在经过接枝改性的亲水涤纶面料的服用性能下降，再通过涤纶织物表面接枝小分子丝蛋白肽，制备既具有良好服用性能又具有良好亲水性的高功能涤纶面料。
具体实施方式
实施例1
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为1％，氢氧化钠的浓度为5.5％，在浴比为1：20下，温度为60℃，时间为90min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:0.5:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在40℃下反应30min，然后升温至70℃反应4h，并调节pH值至4，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡浓度为20wt％戊二醛水溶液中，浸泡时间为30min，温度为50℃，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为0.5wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
实施例2
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为3％，氢氧化钠的浓度为12％，在浴比为1：40下，温度为70℃，时间为60min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:2:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在50℃下反应30min，然后升温至80℃反应7h，并调节pH值至3，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡浓度为30wt％戊二醛水溶液中，浸泡时间为60min，温度为80℃，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为3.5wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
实施例3
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为1.5％，氢氧化钠的浓度为7％，在浴比为1：25下，温度为65℃，时间为60min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:0.8:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在42℃下反应30min，然后升温至74℃反应5h，并调节pH值至4，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡浓度为22wt％戊二醛水溶液中，浸泡时间为40min，温度为60℃，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为1.8wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
实施例4
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为2.5％，氢氧化钠的浓度为10％，在浴比为1：35下，温度为70℃，时间为90min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:1.5:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在46℃下反应30min，然后升温至78℃反应6h，并调节pH值至3，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡浓度为26wt％戊二醛水溶液中，浸泡时间为50min，温度为70℃，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为3wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
实施例5
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为2％，氢氧化钠的浓度为9％，在浴比为1：30下，温度为69℃，时间为70min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:1.2:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在45℃下反应30min，然后升温至75℃反应5.5h，并调节pH值至4，得到表面接枝改性的涤纶面料；
S4.柔性涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料浸泡浓度为22wt％戊二醛水溶液中，浸泡时间为45min，温度为65℃，浸泡后取出去除残存的戊二醛，再置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为2.3wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
对比例1
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为1.5％，氢氧化钠的浓度为7％，在浴比为1：25下，温度为65℃，时间为60min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.预反应液的制备：将聚乙烯醇酯、水、氨水、氨基硅烷偶联剂以一定比例混合，聚乙烯醇酯、硅烷偶联剂和水的比例为1:0.8:100，得到亲水改性预反应液；
S3.涤纶面料的接枝改性：将步骤S1制备的涤纶面料先置于乙醇中浸泡再浸泡于预反应液中，先在42℃下反应30min，然后升温至74℃反应5h，并调节pH值至4，得到亲水柔性涤纶面料。
对比例2
一种改性接枝亲水柔性涤纶面料的制备方法，包括以下步骤：
S1.涤纶纤维的碱胺改性：将涤纶面料置于乙二胺和氢氧化钠混合整理液中，整理液中乙二胺的浓度为2.5％，氢氧化钠的浓度为10％，在浴比为1：35下，温度为70℃，时间为90min，进行涤纶面料的表面改性；
S2.亲水涤纶面料的制备：将上一步骤制备的涤纶面料置于小分子多肽溶液中反应，其浓度为3wt％，取出洗净晾干，得到亲水柔性涤纶面料。
毛细效应测试：采用LFY-215型织物毛细效应仪测试各试样的毛细效应综合值，试样宽度2.5cm，长度30cm，每组试样经纬向分别测试3块。在织物毛细效应仪中倒入3000mL的蒸馏水，将试样的一端夹持在试样架上，并在试样的另一端(下垂端)夹上张力夹(3g)，使条带伸直，并保证试样的纵向中心线通过夹钳的中心线；调整夹钳的高度，使试样的一端刚好浸在液面上，从试样被润湿的瞬问开始计时，测试30min后液体在试样中的传导距离，求出每组试样经、纬向平均毛细效应值。测试条件为相对湿度(65±5)％，蒸馏水温度(20±3)℃；
导湿综合值测试：将试样平铺在样品架上，使样品保持平整，测试部位悬空。在相对湿度(65±5)％、温度(20±3)℃的环境条件下，距试样上方10cm处一次性滴入40uL的蒸馏水，3min后测定液体在织物滴水面的横向最大扩散长度a和纵向最大扩散长度b，每组试样测试5次，取平均值，则导湿综合值Z＝0.5(S×V×10-1+V×G×10-3)，其中导湿面积S＝πab/4(cm2)，导湿体积V＝S×H(mm3)，导湿量G＝S×g×10-4(mg/cm2)，H为织物厚度(mm)，g为织物面密度；
抗弯刚度：利用斜面法测试；
悬垂系数在YG811织物悬垂性测定仪上测定。
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