[发明专利]采用钛酸四丁酯和壳聚糖对羊毛纤维进行表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，涉及一种羊毛纤维的改性方法，具体涉及一种采用钛酸四丁酯和壳聚糖对羊毛纤维进行表面改性的方法。

背景技术

锐钛矿相纳米二氧化钛是当今备受关注的宽带隙半导体氧化物材料,具有优良的抗紫外线和抗菌功能，将其与普通纺织材料相结合，可以保护人们免受紫外线的侵害，减少疾病传播，因此具有十分重要的实际应用价值和发展前景。目前，纳米二氧化钛的制备方法主要有溶胶凝胶法、均匀沉淀法、微乳法和水热法等，其中水热法具有环境友好、纯度高，制备出的纳米颗粒均匀、分散性好，不用高温灼烧，易实现工业化生产等优点。

壳聚糖是几丁质脱乙酰化的产物，化学名称为β-(1，4)-2脱氧-D-葡萄糖，其分子结构与纤维素相似，呈直链状，极性强，易结晶，无毒、无污染，具有良好的生物相容性、可降解性和良好的广谱抗菌性。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，在医药、食品、化工、水处理、金属提取和生物医学等领域应用广泛。壳聚糖在纺织工业中的应用主要是将其配制成整理液对织物进行浸渍、预烘和焙烘整理，以及在整理液中添加不同性质的纳米颗粒，以改善羊毛织物的染色、防毡缩、抗紫外线和抗菌等性能。虽然使用的是纳米级颗粒，但在二次应用时极易发生团聚现象，使得纳米材料的性能不能很好地发挥出来，而且整理后的织物手感、舒适性等服用性能受到很大影响。

羊毛纤维弹性好，光泽柔和，吸湿性强和保暖性好，作为高档纺织面料一直备受消费者的青睐，由于纤维表面覆盖有鳞片，因此亲水性不好，吸湿排汗速率较低，纤维容易毡缩，染色性能较差，若储藏不当还容易发生虫蛀，因此限制了羊毛面料的使用。染色后的羊毛纤维经过长时间的紫外线辐照，会使纤维上的染料分子吸收光子成为激发态，从而导致染料发生光化学反应，降低染色织物的日晒色牢度。壳聚糖作为一种环境友好的天然高分子材料，可以显著改善羊毛纤维的染色性能、防毡缩性能和抗菌性能；纳米二氧化钛能够赋予羊毛纤维优异的抗紫外线和吸湿性能。目前使用钛酸四丁酯和壳聚糖对羊毛纤维进行水热改性的相关技术还没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用钛酸四丁酯和壳聚糖对羊毛纤维进行表面改性的方法，实现了直接在羊毛纤维表面负载纳米二氧化钛和壳聚糖薄膜，解决了现有改性方法得到的羊毛纤维存在的染深色困难、抗菌性较差、耐日晒色牢度低及易毡缩的问题。

本发明所采用的技术方案是，采用钛酸四丁酯和壳聚糖对羊毛纤维进行表面改性的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将羊毛纤维浸泡在碳酸钠溶液中进行预处理，再将预处理后的羊毛纤维进行洗涤和烘干；

步骤2、配置低分子量的壳聚糖混合溶液；

步骤3、配置前驱物溶液；

步骤4、将低分子量的壳聚糖溶液加入前驱物溶液中配置改性溶液；

步骤5、对改性后的羊毛纤维进行后处理，完成羊毛纤维钛酸四丁酯和壳聚糖改性。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

1）称取羊毛纤维的质量；

2）按照1）中羊毛纤维的质量称取碳酸钠，羊毛纤维与碳酸钠的质量比为1～4：1，量取去离子水，将称取的碳酸钠倒入量取的去离子水中，使碳酸钠充分溶解于去离子水，配置成质量体积百分比浓度为0.5g/L～2g/L的碳酸钠溶液；

3）将1）中称取的羊毛纤维投入2）中配置好的碳酸钠溶液中，于40℃~60℃条件下，将羊毛纤维在碳酸钠溶液中浸泡10min～30min，完成对羊毛纤维的预处理；

4）捞取出预处理的羊毛纤维，再将预处理的羊毛纤维分别用30℃~50℃丙酮和40℃~50℃无水乙醇溶液各清洗5min～15min，之后再用去离子水漂洗1～3次，最后将洗净的羊毛纤维置于70℃~80℃条件下烘干。

步骤2具体按照以下步骤实施：

1）称取壳聚糖，壳聚糖与羊毛纤维的质量比为1：5～10，配置质量百分比浓度为1%～5%的乙酸溶液；

2）将1）中称取的壳聚糖加入到质量百分比浓度为1%～5%的乙酸溶液中，壳聚糖与乙酸溶液的质量比为1：100～400，使壳聚糖溶解于乙酸溶液，形成壳聚糖乙酸溶液；

3）分别称取丁烷四羧酸和次亚磷酸钠，丁烷四羧酸与羊毛纤维的质量比为1：20～50，次亚磷酸钠与羊毛纤维的质量比为1：10～50，分别配置质量百分比浓度为0.5%～2%的丁烷四羧酸水溶液和质量百分比浓度为1%～3%的次亚磷酸钠水溶液；