[发明专利]提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法

说明书

本发明属于纺织材料技术领域，为了解决棉纤维染色性能和牢度较差的问题，具体提供一种提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法，纳米二氧化钛棉纤维是由棉纤维先进行氧等离子体处理，再接枝2‑氨基咪唑包覆二氧化钛制得。本发明的有益效果：氧等离子体处理增加了棉纤维表面的粗糙度和活化基团，引入新的含氧基团可以增强棉纤维的染色性能，活化后的棉纤维表面可以接枝2‑氨基咪唑包覆二氧化钛，2‑氨基咪唑包覆二氧化钛增大了紫外线的吸收和高折射，提高了紫外线防护性能，不易老化从而增加了牢度，2‑氨基咪唑包覆二氧化钛中的氨基可以作为阴离子染料分子的结合位点，增强了棉纤维的染色性能。

技术领域

本发明属于纺织纤维改性技术领域，具体涉及一种提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法。

背景技术

纳米二氧化钛具有高的光催化活性和防紫外线性能，较佳的耐热性和耐化学腐蚀性，可以用作催化剂及其载体、纳米敏感材料和纳米陶瓷功能材料等等。棉纤维具有优良的透气和舒适性能，但是不具有抵抗紫外线能力，也没有抗菌性能，因此将二氧化钛和棉纤维结合起来的研究具有重要的意义。

等离子体，作为物质的第四种状态，是通过加热或使中性气体经受电磁场而产生的。等离子体由高浓度的活性物质组成，包括离子、电子、中子、受激分子、自由基、亚稳态粒子和光子，它们能够在聚合物表面引起物理和化学变化。这种环保工艺具有表面特异性，使用最少量的工作气体(或蒸发液体)对表面进行修饰，等离子体处理可能对基底表面有几种影响，包括清洁、活化、接枝、蚀刻和聚合。

公开号为CN102899884B的专利提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法公开了先对棉纤维进行超声处理，表面包覆一层纳米二氧化钛颗粒薄膜，但是棉纤维还是存在染色性能和牢度较差的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的是提供一种提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法，解决了棉纤维的染色性能和牢度较差的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

提高染色性能和附着牢度的纳米二氧化钛棉纤维改性方法，包括以下步骤：

(1)使用射频低压等离子体设备对棉纤维进行等离子体处理，获得氧等离子体改性棉纤维；

(2)将二氧化钛纳米颗粒加入到三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，并用超声分散机超声1h，得到二氧化钛纳米颗粒分散液，再将2-氨基咪唑加入三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，完全溶解后得到2-氨基咪唑分散液，将上述两种分散液混合，完全混合后，超声分散20min，进行恒温搅拌，并离心，冷冻干燥，得到2-氨基咪唑包覆二氧化钛纳米颗粒；

(3)将2-氨基咪唑包覆二氧化钛纳米颗粒加入到无水乙醇中进行搅拌30min，再加入氧等离子体改性棉纤维，升温到40℃，进行反应，随后在烘箱中升温到120℃干燥40min，得到氧等离子体改性棉纤维接枝2-氨基咪唑包覆二氧化钛。

优选的，所述步骤(1)中等离子体工艺参数中腔室基底压力是7-8Pa，氧气流速是50-60sccm，功率为80-100瓦，持续时间为4-6分钟。

优选的，所述步骤(2)中二氧化钛纳米颗粒、三羟甲基氨基甲烷缓冲液的质量比是12-15:20-25，2-氨基咪唑加入三羟甲基氨基甲烷缓冲液的质量比是15-18:20-25，恒温搅拌的温度为25-30℃，恒温搅拌的时间为40-72h，离心转速为5000-8000r/min。

优选的，所述步骤(3)中2-氨基咪唑包覆二氧化钛纳米颗粒、无水乙醇的用量比为10-19:40-50，反应时间为4-8h。