[发明专利]用于紫外防护的二氧化铈纳米颗粒改性棉纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于紫外防护的二氧化铈纳米颗粒改性棉纤维及制备方法，属功能纳米材料和纺织材料领域。

背景技术

从20世纪90年开始，随着测量与表征技术的提高，纳米材料和纳米科技得到了飞速的发展。纳米材料是指尺寸处于1-100nm的材料，不同与块状材料，其拥有独特的光电磁特性，在电子、材料、医药、生物、机械、纺织、印染等各个领域得到广泛的研究和应用。就纺织领域而言，将纳米材料与纺织品相结合可有效改善纺织品的固有缺陷，扩大纺织品的适用范围，提高纺织品的附加值。大量的研究结果表明，使用二氧化钛、氧化锌、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、纳米银、纳米金等纳米材料整理纺织品，可赋予纺织品优异的抗菌、抗紫外、自清洁、抗黄变、导电、抗电磁辐射等性能。

以紫外防护功能为例，全球每天有约150万人因过量紫外线辐射而患皮肤黑色素瘤、鳞状细胞癌、基底细胞癌、慢性日光损伤、日光灼伤、皮质性白内障、角膜及结膜肿瘤等各种疾病，占全球患病总人数的0.1%。因此紫外线防护越来越受重视（于晓丽,曹鸿璋,张玉玺,刘铃声,弓永强. 二氧化铈抗紫外性能研究进展[J]. 稀土,2013,34(04):80-84）。普通纺织品经过过量紫外线照射也会导致织物变黄发脆，易褪色，强力大幅下降（闫鹏飞,朱艳. 纳米材料在抗紫外线功能纺织品中的应用研究进展[J]. 山东化工,2016,45(11):37-38）。

二氧化铈具有独特的4F电子层结构，表现出较强的紫外屏蔽能力，并且由于其禁带宽度较大，对紫外线波段的屏蔽范围也较大。此外，二氧化铈无毒，较稳定，因此是紫外屏蔽剂的良好选择。浙江方圆检测集团股份有限公司楼陈钰以硝酸铈和柠檬酸为原料，通过溶胶-凝胶法制备纳米CeO₂胶体，并经不同表面活性剂改性，通过轧烘焙工艺将其用于纯棉织物的抗紫外线整理。结果表明经CeO₂溶胶整理的棉织物UPF值最高可达289（楼陈钰. 纳米CeO₂溶胶的制备及其在棉织物抗紫外整理中的应用[J]. 上海纺织科技,2015,43(12):74-77）。江苏工业学院王辉使用简单的原位合成法在棉织物的表面生成CeO₂纳米粒子，测试发现，这些CeO₂纳米粒子明显提高了棉织物的抗紫外性能。

但是无机纳米材料改性纺织品主要通过物理吸附作用附着在纺织品的表面，这些无机纳米材料在纺织品表面的附着牢度差，洗涤后附着的无机纳米材料会不断脱落（王卓睿,邢建伟,徐成书. 纺织品无机纳米紫外线屏蔽剂研究进展[J]. 合成纤维,2015,44(08):27-31）。而使用化学交联剂增加固着牢度则会对人体产生潜在危害。此外，无机纳米颗粒具有巨大的比表面积和很高的表面能，因而容易发生团聚，如何提高无机纳米材料的分散均匀性也是一个需要解决的难点。

发明内容

本发明针对上述不足，提供一种用于紫外防护的二氧化铈纳米颗粒改性棉纤维及制备方法。

本发明通过下述技术方案予以实现：