[发明专利]一种基于Zn-MOF的多功能染色涤纶织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于Zn‑MOF的多功能染色涤纶织物的制备方法。该方法包括：碱减量涤纶织物制备，Zn‑MOF多功能涤纶织物制备，基于Zn‑MOF的多功能染色涤纶织物制备。该方法操作简单，效率高，无需特殊设备，原料成本低廉、易得，适于工业化生产。制备的染色涤纶织物具有抗菌防臭、防霉防蛀、抗紫外、抗皱和阻燃等多功能性。

技术领域

本发明属于织物功能整理方法领域，特别涉及一种基于Zn-MOF的多功能染色涤纶织物的制备方法。

背景技术

当今，人们对纺织品功能性的要求已发生了翻天覆地的变化，加强功能性纺织品的开发迫在眉睫。涤纶是世界上产量最大、应用最广泛的一种合成纤维，如今对于新型多功能染色涤纶织物的开发和研究越来越受到人们的重视。目前，涤纶织物传统的功能整理方式要么工艺复杂、耗时长且成本高昂，要么就是效果不佳。此外，传统的功能整理方式也往往给涤纶织物的服用性能造成一定的负面影响，如涤纶织物的力学性能、耐磨耐洗性能以及柔软舒适性等都可能会有所降低，甚至可能对人体健康造成危害。

近年来，具有高比表面积和孔隙率的金属有机骨架化合物(Metal-OrganicFrameworks,MOF)，特别是Zn-MOF，由于其具有孔隙结构和尺寸可调可控、材料可进行负载后处理、结构可修饰裁剪和易于功能化等特性，引起了人们广泛的关注。MOF作为一类新型有机-无机杂化材料，科研工作者们将其负载于织物表面(Cellulose,2012,19(5):1771-1779；IndEng Chem Res,2018,57(28):9151-9161)，表现出了良好的应用前景。负载MOF的织物可以用于其抗菌防臭、防霉防蛀、防辐射、抗静电、抗紫外、抗皱和阻燃等众多织物功能性领域。

虽然负载MOF的织物应用前景广阔，但也面临着一些问题，如由于界面结合不够牢固而导致机械性能和力学稳定性差等。目前，关于负载MOF的织物，大部分集中于棉、粘胶、羊毛和蚕丝等织物(Rsc Adv,2016,6(48):42324-42333；Colloid Surface A,2016,498:58-65；Fuel Process Technol,2017,159:306-312)，对于由合成纤维构成的织物，特别是涤纶织物负载MOF，却未见报道。虽然有与涤纶织物相关的MOF制备的文献，其主要的研究方向是对涤纶的回收利用，通过将涤纶降解制备对苯二甲酸并将其作为有机配体制备MOF(Catal Lett,2017,147(1):240-252；Colloid Surface B,2018,165:219-228)。因此，开发一种基于Zn-MOF的新型多功能染色涤纶织物具有重要的实用价值。

当前，织物表面合成MOF主要采用的方法有：溶剂热合成法、水热合成法、微波合成法、超声合成法、离子热合成法、电化学合成法和机械合成法等(河北工业科技,2018,35(1):72-76)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于Zn-MOF的多功能染色涤纶织物的制备方法，以克服现有技术中负载MOF的织物整理工艺复杂、整理效果不佳以及服用性能降低、机械性能和力学稳定性差等缺陷。

本发明创新性的提出将Zn-MOF负载于涤纶织物的表面，使涤纶织物具有抗菌、抗紫外、抗皱和阻燃等多功能性，这为功能性涤纶织物的开发提供了一种有别于传统功能整理工艺的新的制备方式。采用微波辅助的水热合成法将Zn-MOF直接沉积到涤纶织物表面，与其他方法相比，反应温度低，时间短，效率高，能耗小，以水为溶剂，废液处理难度低。

涤纶作为一种聚酯纤维，碱减量处理后表面可产生大量的羧酸基团，与棉织物相比，其含量远远高于棉织物表面含有的羧酸基团量，这为Zn-MOF在涤纶织物表面的负载提供了大量初始有机配体，由于涤纶织物表面有机配体和Zn²⁺的配位作用增强，使得Zn-MOF在涤纶织物表面的负载更加牢固，这有效解决了易脆Zn-MOF与柔性织物间机械性能及力学稳定性差的问题。