[发明专利]银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，涉及一种涤纶纤维改性与染色复合整理的方法，具体涉及银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法。

背景技术

二氧化钛作为一种宽禁带无机半导体材料，化学性质稳定，无毒，价格低廉，屏蔽紫外线能力强，光催化活性高，一经面世就倍受青睐，在防晒、杀菌、废水处理和环保等方面有着广阔的应用。近年来，二氧化钛因其良好的光催化活性，广泛用于纺织材料的改性，以获得抗菌、紫外线防护和自清洁功能。然而，由于二氧化钛禁带宽度大（3.0～3.2eV），其吸收光谱处于近紫外线区（λ＜387nm），而到达地面的太阳光中，近紫外线光谱仅占整个光谱的3%～5%，因此，光催化活性受到很大程度限制。为了拓宽二氧化钛的光谱响应范围，提高对太阳光中可见光的利用率，人们对二氧化钛光催化剂进行了大量研究，主要采取掺杂改性和染料敏化两种方法，在实现对可见光有效利用的同时又保持了二氧化钛的稳定、高效和无毒等优点。

铜、铁、银等金属离子掺入二氧化钛后，改变了二氧化钛的能级结构。这是因为杂质能级位于二氧化钛禁带之中，不仅可以接受二氧化钛价带上的激发电子，而且可以吸收长波长的光子，使电子跃迁到二氧化钛的导带上，从而扩展了二氧化钛的吸收光谱。同时二氧化钛导带上的光生电子和价带上的光生空穴，也能够被杂质能级俘获，使电子和空穴分离开来，从而降低了电子-空穴的复合几率，延长了载流子的寿命，提高了二氧化钛的光催化效率。染料敏化是通过化学或物理吸附方式将染料分子吸附于催化剂表面，用来拓展吸收波长范围，增加光催化反应效率。

纳米二氧化钛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，因此应用前景广阔。目前，利用纳米二氧化钛对涤纶纤维或织物进行改性的方法主要有两种：一是制备含有纳米颗粒的功能性纤维，即在纺丝过程中将纳米颗粒分散在化纤原材料中，再纺丝成纤，其优点是性能持久，缺点是纳米颗粒与聚合物材料亲和性较差，纳米颗粒分散不均匀，团聚现象严重，大部分纳米颗粒包埋在纤维基体中，纤维表面的纳米颗粒很少，因此功能性大幅下降；二是采用后整理工艺通过使用粘合剂和助剂等将纳米颗粒整理到纤维或织物表面，该方法同样面临着纳米颗粒团聚的问题，而且整理后的织物耐洗涤牢度不好，服用性能受到影响，手感明显变差。

发明内容

本发明的目的是提供银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，解决了现有改性方法得到的涤纶纤维在可见光下光催化活性低，自清洁功能差，耐洗涤性能不持久，改性后的涤纶纤维或织物手感和透气性能较差的问题。

本发明所采用的技术方案是，银掺杂纳米二氧化钛分散染料改性染色涤纶纤维的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将涤纶纤维浸泡于氢氧化钠溶液中进行刻蚀，再将刻蚀后的涤纶纤维进行清洗和烘干；

步骤2、配制改性染色混合溶液，并利用改性染色溶液对经步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维进行改性染色复合整理；

步骤3、将经步骤2改性后的涤纶纤维进行清洗和烘干。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

1.1）配制质量-体积浓度为80g/L～120g/L的氢氧化钠溶液；

1.2）称取涤纶纤维，按照浴比1：50～80，将涤纶纤维浸泡在氢氧化钠溶液中，于80℃～100℃条件下处理30min～50min；

1.3）将步骤1.2）中预处理后的涤纶纤维分别用无水乙醇和去离子水清洗，将清洗干净后的涤纶纤维于80℃～100℃条件下烘燥20min～40min，使刻蚀处理后的涤纶纤维烘干。

步骤2具体按照以下步骤实施：

2.1）称取步骤1刻蚀处理后的涤纶纤维，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与钛酸四丁酯的质量比为1：1～3称取钛酸四丁酯，按照刻蚀处理后的涤纶纤维与硝酸银的质量比为1：0.1～0.5称取硝酸银，按照刻蚀处理后的涤纶纤维质量的0.3%～2%称取分散染料；

2.2）按照步骤2.1）称取的钛酸四丁酯与乙醇溶液的体积比为1：3～10量取乙醇溶液，将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，并不断搅拌，制备出钛酸四丁酯溶液，所述乙醇溶液的质量浓度为95%；