[发明专利]一种通过层层自组装制备pH变色纺织品的方法

说明书

本发明涉及一种pH变色纺织品的制备方法，属于纺织品功能整理领域，该方法包括季铵盐壳聚糖的合成、织物的阳离子改性、pH指示剂与聚电解质在织物表面的吸附三个步骤。该方法可采用阳离子或阴离子型指示剂，通过带有不同电荷化合物间的静电引力，实现指示剂分子与织物的吸附固定，并通过引入聚电解质，在织物表面形成多层结构，提高稳定性、减少泄露。

技术领域

本发明属于纺织品功能整理领域，特别涉及一种通过层层自组装制备pH变色纺织品的方法。

背景技术

静电层层自组装技术主要是基于聚电解质阴阳离子所带不同电荷相互作用的一种组装分子技术，其主要方法是将表面带电基材通过静电作用交替吸附聚电解质带电离子或粒子，由于反应可在室温下进行，其聚电解质组装膜组成精确可控，具有稳定性好，操作简单，不受基材形状大小的限制等优点。目前在纺织方面，人们利用这种技术制备了电磁屏蔽、防火阻燃、去污抗菌等织物，这些尝试为其在pH变色功能化方面的实践提供了依据。

pH敏感型变色材料，是离子变色材料的一个分支，其颜色会根据 pH值的变化发生变化。pH变色织物可应用于多种场合，如用于警告腐蚀性气体存在的防护服，指示伤口愈合情况的变色绷带，测量土壤pH值的农用纺织品等。

目前，主要是通过以染色与溶胶整理的方法制备pH变色纺织品。由于pH指示剂分子结构较小，且不存在能与纤维反应的活性基团，所以染色型织物的指示剂易泄露，稳定性较差。对于整理型织物来说，由于溶胶疏水只能包裹疏水型指示剂，其变色范围与应用领域受到了限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过层层自组装制法制备pH变色纺织品的方法，该方法通过静电引力将指示剂、聚电解质与织物结合在一起，赋予了指示剂稳定性，拓展了应用范围。

本发明的目的是这样实现的，一种层层自组装pH变色纺织品的制备方法，包括：

（1）、季铵盐壳聚糖（QCS）的制备：将1g壳聚糖溶于100 mL蒸馏水中，升至定温，加入一定量的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌一段时间得反应液，将反应液加入3倍体积的乙醇中，搅拌至沉淀，过滤烘干得到季铵盐壳聚糖（QCS）；

（2）、织物的阳离子改性：将一定量的3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵加入200mL蒸馏水中，升至一定温度，加入4g氢氧化钠，搅拌至溶解，向整理液中投入10g织物，浸渍一段时间，取出水洗晾干，得到阳离子改性织物。

（3）、pH变色织物制备：配制一定质量浓度的QCS溶液、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）溶液、阳离子型pH指示剂溶液与阴离子型pH指示剂溶液；

pH变色织物A的制备：室温下，先将阳离子改性织物浸渍在PSS溶液中一定时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，继续在阳离子型pH指示剂溶液中浸渍一段时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，最后在QCS溶液中浸渍一段时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，上述步骤视为完成一层组装，重复组装直至达到一定层数，然后将织物放入一定浓度的戊二醛溶液中，二浸二轧，60℃烘干，特定温度下焙烘一段时间得到pH变色织物A；

pH变色织物B的制备：室温下，先将阳离子改性织物浸渍在PSS溶液中一定时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，继续在QCS溶液中浸渍一段时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，最后在阴离子型pH指示剂溶液中浸渍一段时间，蒸馏水漂洗，60℃烘干，上述步骤视为完成一层组装，重复组装直至达到一定层数，然后将织物放入一定浓度的戊二醛溶液中，二浸二轧，60℃烘干，特定温度下焙烘一段时间得到pH变色织物B。

所述步骤（1）中的的反应温度为60-85℃，搅拌时间为12-48h，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵用量为3-5g。

所述步骤（2）中的织物为棉、羊毛、蚕丝，3-氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵用量为4-10g，温度为30-60℃，浸渍时间为40-120min。