[发明专利]羊毛复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了羊毛复合材料及其制备方法和应用，属于功能纺织品技术领域。羊毛复合材料的制备方法包括：将羊毛织物经过预处理，预处理后的羊毛织物进行等离子体表面刻蚀，然后在其表面镀覆纳米铜薄膜，得到铜复合的羊毛织物，可用于功能纺织品特别是柔性可穿戴电子器件。本发明采用等离子体技术处理羊毛织物，通过引入含氧基团，对羊毛织物表面进行刻蚀来增加其比表面积，采用磁控溅射技术得到的镀膜纯度高、膜层均匀且与基材结合牢固，可实现纺织材料金属化效果，满足纺织面料的特殊功能需求。

技术领域

本发明属于功能纺织品技术领域，具体涉及羊毛复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

与传统电子技术相比，柔性可穿戴电子器件具有柔性好、重量轻、灵敏度高、变形能力强等优点，在智能服装、生物医学器件、能量转换与存储、电磁干扰屏蔽等领域有着巨大的应用潜力，受到广泛关注。目前，导电纺织品的研究主要集中在高分子导电材料和织物结合以及织物的金属化两方面。其中，常见的高分子导电材料包括聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩，其中聚吡咯具有良好的导电性、机械柔韧性、生物相容性，且对环境几乎无污染，在传感器和电容器领域中具有广泛的应用前景；常见织物羊毛纤维具有较好的吸湿性，回潮率可达到16％，但由于羊毛纤维表面具有鳞片层，导致羊毛纤维亲水性较差，在湿度较大的环境中羊毛纤维易产生电荷，在一定程度上限制了羊毛纤维的应用。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种羊毛复合材料的制备方法，采用等离子体技术和磁控溅射技术相结合，具体包括步骤：

(1)将羊毛织物经过预处理，得到预处理的羊毛织物；

(2)将预处理的羊毛织物进行等离子体表面刻蚀，得到处理的羊毛织物；

(3)在处理的羊毛织物表面镀覆纳米铜薄膜，得到铜复合的羊毛织物。

根据所述制备方法的一些实施方式，步骤(1)中，预处理的过程为：将羊毛织物浸入乙醇溶液中，取出并烘干，得到预处理的羊毛织物。

根据所述制备方法的一些实施方式，步骤(2)中，等离子体表面刻蚀的过程为：采用等离子体设备对预处理的羊毛织物进行表面刻蚀，其中，等离子体表面刻蚀的参数包括：温度为80℃，压强为3.0×10^-3Pa，电源功率为150-300W，处理时间为10-15min，充入气体为氧气且体积流量为10-20sccm。

根据所述制备方法的一些实施方式，步骤(3)中，镀覆纳米铜薄膜的过程为：调整磁控溅射镀膜设备和处理的羊毛织物之间的距离为100mm，抽真空至真空度为9.0×10^-4Pa，磁控溅射过程中保持基底的转速为10r/min，预溅射的时间为60-300s，总溅射的时间为5-25min，氧气的流量为10-20sccm，溅射的功率为200-350W。

本发明还提供了一种羊毛复合材料，其通过上述任一所述羊毛复合材料的制备方法得到。

本发明还提供了上述任一羊毛复合材料在功能纺织品中的应用。

根据所述应用的一些实施方式，所述功能纺织品包括但不限于柔性可穿戴电子器件。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用等离子体技术对羊毛织物进行预处理，通过引入含氧基团，对羊毛织物表面进行刻蚀来增加其比表面积。本发明还采用磁控溅射技术得到金属复合的羊毛织物，其镀膜纯度高、膜层均匀且与基材结合牢固，可实现纺织材料金属化效果；而且铜材料具有优良的导热、导电性能，延展性好，性质稳定并具有广谱抗菌性，可满足纺织面料的特殊功能需求。

附图说明

图1为本发明的铜/羊毛导电复合织物的制备流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步解释说明。