[发明专利]一种光动力自清洁纺织品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光动力自清洁纺织品及其制备方法，其是将核壳型TiOsubgt;2/subgt;@醛基壳聚糖纳米微粒整理液与织物反应，通过纳米微粒中的醛基、氨基与织物中氨基、羟基和羧基形成席夫碱、缩醛键及酰胺键而使纳米微粒多位点接枝在织物表面，核壳型纳米微粒在织物中分散均匀、稳定性好、抗菌持久、分解织物表面污渍能力强。本发明的制备过程简单易行、成本低、反应条件可控性好，不使用任何交联剂和助剂，绿色环保，所制备的核壳型TiOsubgt;2/subgt;@醛基壳聚糖纳米微粒接枝织物柔软、吸湿透气、亲肤性好、自清洁功能耐久，具有巨大的市场潜力。

技术领域

本发明涉及一种光动力自清洁纺织品及其制备方法，特别涉及一种核壳型纳米微粒原位接枝纺织品技术，属于功能纺织品制备技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高和工作节奏的加快，功能纺织品逐渐渗透到日常生活的各个领域。基于纳米材料的功能纺织品成为热点研究方向，在阻燃、抗菌、超疏水、自清洁、抗紫外线和抗静电等领域被广泛应用[吴方,葛金龙,秦英月,李宗群,李秋琳.纳米材料在功能纺织品领域的应用研究进展.长春师范大学学报,2021,40(8):71-76]。纳米材料表现出独特的纳米小尺寸效应，其化学活性、生物活性、吸附性和比表面积都极大提高，广泛作为纺织品的功能整理剂。小尺寸的纳米微粒不仅固着在纤维表面，还可进入纤维内部的孔隙中，对纺织品的手感等服用性能影响很小。

纤维素纤维和蛋白质纤维纺织品因其亲和肌肤、安全无害、吸湿透气、穿着舒适而受到人们的青睐，但多数天然纺织品抗菌性差、洗涤易变形、难打理、易沾染污渍，随着人们生活节奏的加快，兼具自清洁与抗菌的功能纺织品日益引起重视。

光催化自清洁主要是使用具有光催化作用的纳米半导体材料，如碘氧化铋、TiO₂、ZnO、氮化碳等，在光照作用下产生自由基，将织物上的有机污染物降解为CO₂和H₂O等，从而达到自清洁功效。其中的TiO₂无毒、成本低廉、化学性质稳定、光驱动效果好，被广泛应用于光催化自清洁领域。国外学者采用溶胶凝胶法制备了锰掺杂的纳米TiO₂，并使用有机硅粘合剂将其结合到纺织物上，使用亚甲基蓝染料模拟污染物，在紫外线和可见光照射下，整理的织物表现出良好的自清洁效果；同时，该功能织物具有良好的生物相容性，在自然阳光下表现出较高的抗菌活性[Muhammad Z,Papadopoulou E L,Giulia S,George K,IosifinaG,Ourania M,Danae V.Fabrication ofvisible light-induced antibacterial andself-cleaning cotton fabrics using manganese doped TiO₂ nanoparticles.ACSApplied Bio Materials,2018(1):1154-1164]，但单纯的无机-无机材料需要借助交联剂才能与织物牢固结合，化学交联剂存在环境隐患，涂覆在纤维表面还给纺织品优良性能带来负面影响，同时TiO₂直接与纤维接触，在光催化时产生的羟基自由基会光侵蚀织物材料，造成纺织品的力学损伤。发明专利CN102677465B公开了一种功能化纳米壳聚糖和纳米TiO₂改性的柞蚕丝织物及其制备方法，采用了酸溶液溶解壳聚糖，滴加TPP溶液和纳米TiO₂溶胶，强力搅拌后获得粒径小于100nm的壳聚糖/TiO₂复合纳米整理液来处理柞蚕丝织物，然而该方法制备过程复杂，使用了丁烷四羧酸、聚马来酸和酒石酸等作为交联剂和次亚磷酸盐为催化剂，并在165～170℃高温焙烘柞蚕丝织物，对柞蚕丝的生物活性及其服用性能产生不良影响。

接枝改性法是纳米材料改性纺织品的常用方法，其是利用纳米微粒中的活性官能团与纤维材料的基团化学反应而实现纳米微粒牢固结合在纺织品上。壳聚糖是可再生的第二大生物质高分子材料，其生物相容、无毒无刺激、抑菌高效持久、广谱抗菌、安全卫生，作为绿色抗菌整理剂被大量使用。

发明内容