[0004] 本发明的目的在于提供一种基于纳米凝胶处理的长效抗污面料的制备方法,以解决现有技术中的问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0006] 所述的长效抗污面料主要制备步骤为:
[0007] (1)自制改性地纱;取蚕丝并将其置于碳酸钠溶液脱胶处理,静置冷至室温,收集脱胶蚕丝,再取去离子水、氯化钙、无水乙醇和脱胶蚕丝搅拌混合并透析处理,离心分离并收集上层清液,旋转浓缩得再生丝素蛋白颗粒,将再生丝素蛋白颗粒、胶原蛋白颗粒与六氟异丙醇搅拌混合并置于室温下搅拌混合得纺丝液,静电纺丝并收集纺丝纤维,得改性填充纤维;
[0008] (2)将地纱和面纱织造成基体面料:所述面纱为精梳棉纺纱,将改性填充纤维和精梳棉纺纱进行织造,织造得基体面料;
[0009] (3)纳米凝胶液处理制备长效抗污面料:取去离子水、盐酸和正硅酸乙酯超声振荡后搅拌混合,得溶胶基体液,将胶原蛋白纤维与六氟异丙醇搅拌混合,收集混合液并静电纺丝并收集纺丝纤维,得胶原纤维,按质量比1:15,将胶原纤维添加至溶胶基体液中,研磨分散过筛网,收集得纳米凝胶液,将制备的基体面料浸泡至纳米凝胶液中,两浸两轧后置于干燥装置中,用戊二醛溶液蒸汽处理,热压成型,静置冷却至室温,即可完成纳米凝胶液处理,所述的纳米凝胶液中负载有胶原纤维。
[0010] 进一步的优选方案是:所述的自制改性地纱制备步骤为:
[0011] (1)取蚕丝并按质量比1:10,将其置于质量分数0.5%碳酸钠溶液中浸泡并加热煮沸,脱胶处理1~2h后,静置冷至室温,过滤并收集滤饼,用去离子水洗涤3~5次后,真空干燥并收集脱胶蚕丝,再按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、3~6份氯化钙、5~10份无水乙醇和10~15份脱胶蚕丝置于烧杯中,搅拌混合并置于75~80℃下搅拌溶解,收集溶解液并透析处理,待透析完成后,离心分离并收集上层清液,再在35~40℃下旋转浓缩至原体积的1/5,得再生丝素蛋白颗粒;将再生丝素蛋白颗粒、胶原蛋白颗粒与六氟异丙醇搅拌混合并置于室温下搅拌混合得纺丝液,将纺丝液添加至玻璃注射器中,控制纺丝电压为15~17kV,纺丝温度为20~25℃,湿度为55~65%,同时控制纺丝液流速为2~3mL/h,接收距离为8~10cm,静电纺丝并收集纺丝纤维,真空干燥3~5h,得改性填充纤维;
[0012] (2)按质量比1:4,将改性填充纤维和精梳棉纺纱用添纱纬平针结构进行织造,控制面纱长度为120mm/50线圈,地纱线圈长度为40mm/50线圈,织造得基体面料。
[0013] 进一步的优选方案是:所述的纳米凝胶液处理步骤为:
[0014] (1)按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、10~15份0.05mol/L盐酸和25~30份正硅酸乙酯置于三口烧瓶中,搅拌混合并超声振荡处理,再在45~55℃下保温搅拌混合25~30min,得溶胶基体液;
[0015] (2)按质量比1:15,将胶原纤维添加至溶胶基体液中,搅拌混合并置于研钵中,研磨分散10~15min后,过筛网处理,收集得纳米凝胶液;
[0016] (3)将制备的基体面料浸泡至纳米凝胶液中,两浸两轧,控制轧余率为70%,待轧制完成后,再在干燥装置中,采用戊二醛溶液蒸汽处理6~8h,收集的蒸汽处理面料并置于65~70℃下干燥10~15min,收集干燥面料并置于XLB-400平板硫化机中,控制热压温度为
50~55℃,压强为3~5MPa,压制3~5s后,静置冷却至室温,即可完成纳米凝胶液处理。
[0017] 进一步的优选方案是:所述的戊二醛溶液为质量分数20%的戊二醛溶液。
[0018] 进一步的优选方案是:所述的纺丝液比例为按质量比1:2:10,将再生丝素蛋白颗粒、胶原蛋白颗粒与六氟异丙醇搅拌混合。
[0019] 进一步的优选方案是:所述的过筛网处理采用的是0.28~0.30μm筛网。
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0021] (1)本发明技术方案首选采用了二氧化硅凝胶材料为基体凝胶处理材料,这是由于硅溶胶是低粘度的胶体溶液,分散性好,可充分浸渍充填到纤维材料内部中,特别是本发明技术方案针对的面料这一类的多孔性物质中,并使其表面平滑良好的粘结性,再通过干燥或烧结,可形成坚固的膜,不仅成膜温度较低,而且一旦成膜就不会再溶解在水中或变质,溶胶通过水解后吸附至材料表面,再经过与棉织物之间的氢键作用而吸附在棉织物上,有效包覆改性形成抗污面料;
[0022] (2)本发明技术方案在针对抗污面料制备的同时,亦提高其长效性能,本发明技术方案通过在基体面料中添加丝素和胶原纤维混合纺丝的同时,再在材料凝胶处理液中添加胶原纤维包覆改性,胶原纤维和复合纤维之间会发生缠结,主要缠结现象中,棉质纤维和胶原纤维的相互交叉缠结,并首先起到了骨架作用,胶原纤维和丝素复合纤维在被热压过程中,在压力作用下先形成缠结网络,同时成型后的纤网受热作用,纤网中纤维在温度和压力的作用下发生变形,同时伴随着纤维组分的流动与扩散,纤维变形部分相互接触并产生扩散,扩散作用有利于形成良好的黏合,通过纤维表面形成的黏结,形成有效的包覆缠结,同时复合材料之间的相互缠结是材料强力的主要来源,所以本发明技术方案采用的凝胶包覆后,其内部负载的胶原纤维与面料中的复合纤维发生缠结,在通过戊二醛溶液进行交联改性,由于戊二醛蒸汽对其改性后,使其交联反应并使纤维化程度提高,交联作用使丝素含量较多的纤维由螺旋结构向折叠结构转变,结晶度增加,使交联后纤维复合材料力学性能更为优异,这样包覆在面料中的纤维和凝胶改性中形成三维缠结和有效的粘黏,进一步提高抗污面料表面凝胶薄膜材料的长效性能,进一步提高其长效抗污性能。