[发明专利]一种卡宾共接枝改性织物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种卡宾共接枝改性织物及其制备方法与应用，将重氮化棉织物依次与叔丁基重氮乙酸酯、重氮乙酸辛酯反应，得到卡宾共接枝改性织物；或者将重氮化棉织物依次与重氮乙酸苯酯、重氮乙酸辛酯反应，得到卡宾共接枝改性织物。本发明以重氮乙酸苯酯和叔丁基重氮乙酸酯为单体，分别与重氮乙酸辛酯卡宾共接枝棉织物，在纤维表面构建低表面能且具有良好糙化形貌的表面结构，并由此提供优越的拒水功能。

技术领域

本发明属于织物疏水改性，具体涉及一种卡宾共接枝改性织物及其制备方法与应用。

背景技术

越来越多的研究者将目光集中到了功能性纺织品的开发研究上，而其中的热门领域，就包括了纺织品的超疏水整理技术。水滴可以从超疏水织物表面滚落并带走污垢，可以避免在织物表面沾污，使织物具有自清洁的特性，基于此人们开发出了应用于防油污、抗腐蚀、防雾、抗生物黏着及抗冰雪附着等领域的特殊功能纺织品。这些材料可用于特种制服、抗冰雪保护层、抗污自清洁纺织品以及医疗防护材料等。近年来，通过表面共价聚合反应（Covalent on-surface polymerization）构筑由共价键相连的聚合物结构已成为表面分子科学中备受关注的研究热点之一。得益于扫描探针显微镜技术的迅速发展，研究者们逐渐开始在原子水平上探究表面共价聚合的过程。表面共价聚合反应属于非均相反应，与溶液中的均相反应相比，尽管均相反应的反应物分散更加均匀，但在非均相过程中，由于表面的二维约束，相边界的界面带来了独特的优势：如固体表面催化活性利用、聚合物的各向异性和手性、模板效应以及非常便利的分离和纯化后处理，因此表面共价聚合反应形成的聚合物往往具有独特的结构和性质。在织物拒水处理中，长链全氟烷基（C≥8）聚合物是最为理想的低表面能聚合材料之一。此类化合物具有很高的稳定性，反而导致其很难通过一些常规的降解手段降解，如光降解、化学物质降解及微生物降解等，这与社会日益增长的环境绿色无污染的要求相悖。

发明内容

重氮乙酸酯卡宾聚合接枝后织物表现出良好的疏水性，但由于聚合物柔软性和成膜性，接枝改性在纤维表面产生的聚合物糙化形貌并不理想。本发明合成了叔丁基重氮乙酸酯以及重氮乙酸苯酯，利用其在纤维表面卡宾聚合形成粒子型和球型的糙化形貌，将长碳链单体与苯基单体或叔丁基单体进行卡宾共接枝，得到疏水性好的织物，尤其是本发明没有采用含氟试剂。

一种卡宾共接枝改性织物，将重氮化棉织物依次与叔丁基重氮乙酸酯、重氮乙酸辛酯反应，得到卡宾共接枝改性织物；或者将重氮化棉织物依次与重氮乙酸苯酯、重氮乙酸辛酯反应，得到卡宾共接枝改性织物。

本发明公开了叔丁基重氮乙酸酯/重氮乙酸辛酯、重氮乙酸苯酯/重氮乙酸辛酯在制备卡宾共接枝疏水织物中的应用。

本发明公开了上述卡宾共接枝改性织物在制备疏水柔性材料中的应用；本发明的织物为天然纤维织物或者化学纤维织物或者其混纺织物，比如棉织物。

本发明中，将织物依次浸泡碱液、酸液，得到预处理织物；然后将预处理织物与溴乙酰溴反应，得到处理织物；再将处理织物与1,2-双(对甲苯磺酰)肼反应，得到重氮化织物；优选的，碱液为氢氧化钠水溶液，酸液为冰醋酸水溶液；预处理织物与溴乙酰溴反应时，以碳酸氢钠为缚酸剂，反应为-5℃～25℃反应1～24 h；处理织物与1,2-双(对甲苯磺酰)肼的反应在DBU存在下进行，反应为0℃～25℃反应1～24 h。

本发明中，叔丁基重氮乙酸酯、重氮乙酸辛酯的摩尔比为（4～40）∶1，优选（9～30）∶1，最优选（15～20）∶1；重氮乙酸苯酯、重氮乙酸辛酯的摩尔比为（2～30）∶1，优选（5～25）∶1，最优选（10～20）∶1。

本发明中，先将重氮化棉织物与叔丁基重氮乙酸酯在0℃、10℃、20 ℃各反应1h，然后加入重氮乙酸辛酯，30℃反应20～30h；或者先将重氮化棉织物与重氮乙酸苯酯在0℃、10℃、20 ℃各反应1h，然后加入重氮乙酸辛酯，30℃反应20～30h。