本发明公开了一种防烫伤纺织品的制备方法,其特征在于:其包括下述步骤:在溶剂中,在无氧条件以及惰性气体保护下,辐照纺织品以及接枝单体,使所述纺织品以及所述接枝单体发生共辐照接枝反应,即得防烫伤纺织品;其中所述的接枝单体为在32°C以上会从亲水性转变成疏水性的具有温敏特性的化合物。本发明还公开了一种由该方法制得的防烫伤纺织品。本发明的制备方法操作简便,大大延长了纺织品在防烫伤效果方面的持久性,同时将防烫伤纺织品的使用厚度降低至较低水平。本发明的防烫伤纺织品能够在保留纺织品本身所具有的亲肤性、透水性的前提下,实现防烫伤效果。并且本发明的防烫伤纺织品能够多次反复使用,都能保持良好的防烫伤效果。
1.一种防烫伤纺织品的制备方法,其特征在于:其包括下述步骤:在溶剂中,在无氧条件以及惰性气体保护下,辐照纺织品以及接枝单体,使所述纺织品以及所述接枝单体发生共辐照接枝反应,即得防烫伤纺织品;其中所述的接枝单体为在32°C以上会从亲水性转变成疏水性的具有温敏特性的化合物;所述的接枝单体为N-乙基丙烯酰胺,所述接枝单体与所述溶剂的质量/体积比为1~50g/100mL。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的纺织品为由天然纤维和/或人造纤维制备得到的产品。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述的天然纤维为棉纤维、麻纤维、丝纤维和毛纤维中的一种或多种,所述的人造纤维为锦纶纤维、涤纶纤维和丙纶纤维中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述纺织品在进行所述共辐照接枝反应之前根据下述步骤进行预处理:用丙酮抽提所述纺织品,水洗后干燥即可。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的溶剂为水和/或碳原子数1-3的一元醇。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述碳原子数1-3的一元醇为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种。
7.如权利要求1~6中任一项所述的制备方法,其特征在于:所述接枝单体与所述溶剂的质量/体积比为5~30g/100mL。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述接枝单体与所述溶剂的质量/体积比为10~20g/100mL。
9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述溶剂中还含有阻聚剂。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于:所述阻聚剂为硫酸亚铁铵和/或硫酸铜;所述阻聚剂的含量为4mmol/L溶剂以下。
11.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的共辐照接枝反应的辐照剂量为5kGy~50kGy。
12.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于:所述的共辐照接枝反应的辐照剂量为15kGy~30kGy。
13.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述共辐照接枝反应结束后按下述步骤进行后处理:以能够溶解所述接枝单体以及所述接枝单体的均聚物的溶剂抽提防烫伤纺织品即可。
14.如权利要求13所述的制备方法,其特征在于:所述能够溶解所述接枝单体以及所述接枝单体的均聚物的溶剂为甲醇和/或乙醇;所述的抽提在索氏提取器中进行。
15.由权利要求1~14中任一项所述的制备方法制得的防烫伤纺织品;其中所述防烫伤纺织品中所述接枝单体的接枝率为1~50%。
16.如权利要求15所述的防烫伤纺织品,其特征在于,所述防烫伤纺织品中所述接枝单体的接枝率为5~30%。技术领域
本方法涉及一种纺织品的整理方法,尤其涉及一种温敏及防烫伤纺织品及其制备方法。
背景技术
日常生活、工作中,烫伤常常发生。尤其在纺织品被浸湿后,高温水的残留与皮肤接触使得烫伤进一步加重。因此,研制防烫伤的纺织品迫在眉睫。目前,纺织品防烫伤的主要方法是加厚纺织品的厚度以及采用特种功能整理,主要采用复合纺织品,即纺织品内衬或外覆绝热层。复合纺织品的绝热层主要有以下几种:纳米孔隔热材料、无机矿物纤维类隔热材料以及有机-金属复合类材料。对于一般纺织品而言,防烫伤主要是加厚其厚度,降低热传导,从而达到防烫伤的目的。由此带来的问题就是,由于织物过厚而导致穿着、使用不便。对于复合纺织品,纳米孔隔热材料主要采用硅质、硬硅钙石类,这些材料隔热效果优良,这类材料的缺点是耐磨性较差;对于无机矿物纤维类隔热材料,主要有石英纤维棉、硅酸铝纤维棉、碳纤维棉以及石墨纤维棉等,这些材料具有质地轻、耐高温等优点,然而这类材料使用厚度较大;对于有机-金属复合类材料,主要是将耐高温聚合物涂覆在金属表面,再与其他材料复合制成复合材料,这类材料的主要问题是耐高温聚合物容易脱落、防烫伤性能不持久。因此,提供耐久性更好、使用厚度更小的纺织品改性方法,必将提高纺织品的功能应用空间。对于纺织品的整理方式,目前主要有机械整理,如定幅整理、机械手感整理及防缩整理等,形态记忆整理,如湿交联、离子交联等,特种功能整理,如拒水拒油整理、阻燃整理、卫生整理等(Rongxa0Li,KeLuxa0Yan,LatestDevelopmentxa0ofxa0Textilexa0Finishingxa0Technologiesxa0Overseas,Chinaxa0Textilexa0Leader,2009.No.5,75~78)。机械整理即应用机械方式赋予织物各种特殊的手感、外观和形态;形态记忆整理即应用交联剂进行交联,使织物拥有保持平整外观、从折皱中恢复原状的功能;特种功能整理即应用物理、化学或物理化学方法将功能高分子与织物结合,使织物具有特种功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的防烫伤纺织品厚度较大不利于使用或穿着,或经过物理方法整理的纺织品及复合纺织品耐磨性较差,防烫效果不持久等缺陷,提供了一种新的防烫伤纺织品及其制备方法。本发明的制备方法操作简便,采用辐照接枝法将功能高分子以化学键连接至纺织品表面,大大延长了纺织品在防烫伤效果方面的持久性,同时将防烫伤纺织品的使用厚度降低至较低水平。本发明的防烫伤纺织品能够在保留纺织品本身所具有的亲肤性、透水性的前提下,实现防烫伤效果。并且本发明的防烫伤纺织品能够多次反复使用,都能保持良好的防烫伤效果。本发明提供了一种防烫伤纺织品的制备方法,其包括下述步骤:在溶剂中,在无氧条件以及惰性气体保护下,辐照纺织品以及接枝单体,使所述纺织品以及所述接枝单体发生共辐照接枝反应,即得防烫伤纺织品;其中所述的接枝单体为具有温敏特性的单体,本发明中所述的温敏特性指在32°C以上时从亲水性化转变为疏水性的化合物,即具有烯基基团并同时具有亲水和疏水基团的化合物,较佳地为N-异丙基丙烯酰胺和/或N-乙基丙烯酰胺。本发明中,所述的纺织品是指由各种天然纤维和/或人造纤维制备得到的产品,本发明中对于所述纺织品没有特殊要求,可为各种常规的市售纺织品。其中,所述的天然纤维较佳地为棉纤维、麻纤维、丝纤维和毛纤维中的一种或多种,更佳地为棉纤维和/或麻纤维,但不局限于此。所述的人造纤维较佳地为锦纶纤维、涤纶纤维和丙纶纤维中的一种或多种,但并不局限于此。本发明中,较佳地对所述纺织品进行预处理,该预处理为本领域的常规预处理方法,以清洁所述的纺织品,去除所述纺织品中的杂质。所述的预处理方法较佳地为用丙酮抽提所述纺织品,水洗后干燥即可。本发明中,所述的溶剂为本领域此类反应常规使用的溶剂,较佳地为水和/或碳原子数1-3的一元醇(如甲醇、乙醇和异丙醇等中的一种或多种)。本发明中,所述接枝单体与所述溶剂的质量/体积比较佳地为1~50g/100mL,更佳地为5~30g/100mL,最佳地为10~20g/100mL。在该质量/体积比范围内能够使纺织品保持其原有的透水性,不会使该纺织品的透水性在所述接枝反应后显著下降。本发明中,所述溶剂中还可含有阻聚剂,所述阻聚剂为选用此类反应各种常规的阻聚剂,如硫酸亚铁铵和/或硫酸铜。所述阻聚剂的含量为本领域此类反应的常规用量,较佳地为4mmol/L溶剂以下。本发明中,所述的无氧条件可采用本领域常规的方法获得,一般为脱气后抽真空。其中,所述的脱气可采用本领域常规的方法进行,如超声波震荡脱气,可在超声波清洗机中进行,但并不局限于此。本发明中,所述的共辐照接枝反应可采用本领域常规的辐照接枝反应条件进行。所述共辐照接枝反应的辐照源较佳地为钴源。所述共辐照接枝反应的辐照剂量较佳地为5kGy~50kGy,更佳地为15kGy~30kGy。本发明的共辐照接枝反应结束后较佳地进行后处理以除去未接枝的接枝单体以及所述接枝单体的均聚物。所述的后处理较佳地按下述步骤进行:以溶剂抽提防烫伤纺织品即可;所述的溶剂为能够溶解所述接枝单体以及接枝单体的均聚物的溶剂,较佳地为甲醇和/或乙醇。所述的抽提较佳地在索氏提取器中进行,如用500mL容量的索氏提取器中抽提72小时。在本发明一较佳的实施方式中,所述的制备方法按下述步骤进行:将所述纺织品置入含有所述接枝单体的溶液的辐照管中,经过脱气、抽真空,通入惰性气体后,将该辐照管置入钴源室内进行共辐照接枝反应,将辐照后的纺织品用溶剂进行抽提,即可;其中含有所述接枝单体的溶液中的溶剂同前所述,所述的溶液中较佳地还含有阻聚剂。本发明还提供了一种由上述制备方法制得的防烫伤纺织品。其中所述防烫伤纺织品中所述接枝单体的接枝率为1~50%,较佳地为5~30%。本发明的防烫伤纺织品具有温敏特性,即在32°C以上时该纺织品具有疏水性。在低温时(低于32°C时),该防烫伤纺织品的接枝链上的分子与水的相互作用主要是亲水基团与水分子之间的氢键作用,表现为亲水性;当温度在相变点以上时,接枝链分子内及分子间的疏水相互作用加强,形成疏水层,此时,接枝链分子的形态由疏松的线团结构变为紧密的胶粒状结构,从而表现出温敏性。若温度较高的水泼溅到纺织品表面,当该纺织品的温度达到32°C以上时,由于其疏水性,高温水不会被该纺织品吸收,亦不停留在该纺织品表面,从而达到防烫伤的目的。本发明中,上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合,即得本发明各较佳实施例。本发明的原料和试剂皆市售可得。本发明的积极进步效果在于:1、本发明中将辐射接枝法引入纺织品整理中,将功能化合物以化学键连接至纺织品上,成功地解决了具有防烫伤功能的纺织品的耐久使用性问题,能够重复使用和洗涤。2、本发明仅仅是对市售的纺织品进行整理,不需要复合或加厚,整理后纺织品的厚度变化量非常小(低于0.5mm),解决了常规的加厚防烫伤纺织品不利于使用和穿着的缺陷。3、本发明的防烫伤纺织品与市售的纺织品的透水性几乎没有影响。如:棉布在改性前可以在5秒内将水滴完全吸收,改性后的防烫伤棉布在30°C以下可在10秒内将水滴完全吸收;改性后的尼龙布及涤纶布的接触角无明显变化,也说明改性后的纺织品的亲水性近似无变化。4、本发明的防烫伤纺织品不会改变纺织品在常规使用环境下的透水性,仍能够使纺织品具有较好的使用舒适感。5、本发明采用是的通用平台,如果需要实现纺织品的其他功能化,只需要对实验过程中的功能化合物进行相应改变即可实现。
附图说明
图1为接触角的示意图。图2为实施例1中未改性棉布和改性棉布在不同温度下的接触角测试图,其中图2a为未改性棉布,图2b为改性棉布。图3为实施例2中未改性尼龙布和改性尼龙布在不同温度下的接触角测试图,其中图3a为未改性尼龙布,图3b为改性尼龙布。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明,但本发明并不受其限制,实施例中的原料均为常规市售产品。说明一:本发明以及所有实施例中所述的吸收剂量是辐射化学中描述电离辐射给予样品的平均授与能量的概念,其定义为电离辐射向无限小体积内授与的平均能量除以该体积内物质的质量而得到的商。说明二:所有实施例中所述的接枝率是高分子化学中描述接枝程度的概念,其定义为样品在接枝反应前、后的质量变化占原始样品质量的百分比,其表达式为: DG = w g - w 0 w 0 × 100 % ]]>式1其中,W_g为接枝后样品质量,W_o为接枝前样品质量。说明三:所有实施例中所述的接触角是材料化学中描述材料亲疏水程度的概念,其定义为在固、液、气三相接触达到平衡时,三相接触周边的任一点上,液气界面切线与固体表面间形成的、包含液体的夹角,如图1所示的θ角。说明四:实施例1所述的棉布的接触角为0°,因为棉布的亲水性极好,水滴在5秒钟内在棉布表面完全铺展而被吸收,按接触角的定义,该棉布的接触角为0°。实施例1将棉布按照尺寸10cm×15cm进行剪裁,清洗干燥后,精确称量其质量为1.7243g,将此棉布装入辐照管中备用。配制质量/体积比15g/100mL的N-异丙基丙烯酰胺的甲醇溶液(即每100mL甲醇中有15gxa0N-异丙基丙烯酰胺)100mL,另外,在此溶液中加入40mg的硫酸铜作为阻聚剂。取此溶液40mL加入前述装有棉布的辐照管中。经超声波震荡脱气、抽真空后,再通入氮气后,将辐照管密封并置入钴源室进行共辐照接枝,其吸收剂量为15kGy。辐照结束后,取出棉布并以甲醇为纯化试剂于索氏提取器进行纯化。纯化结束后,将防烫伤棉布干燥至恒重,精确称量其质量为2.0521g。根据式1计算该样品的接枝率为19.01%。分别在不同温度下检测未改性前的棉布,以及改性后的防烫伤棉布的厚度和左部、右部的接触角,取其平均值,具体见表1、图2。表1ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>由表1和图2可见,用本发明的方法得到的防烫伤棉布在常规的室温环境下仍能够保持棉布固有的亲水性,当温度高于30°C以后,改性棉布的接触角显著提高,证明其转变为疏水性,从而能够实现很好的防烫伤效果。并且改性棉布的厚度仅增加了0.2mm。另外棉布在改性前可以在5秒内将水滴完全吸收,改性后的防烫伤棉布在30°C以下可在10秒内将水滴完全吸收,表明改性方法对于棉布本身的透水性没有产生不利影响,仍能够保持棉布优良的透水亲肤效果。实施例2将尼龙布按照尺寸10cm×15cm进行剪裁,清洗干燥后,精确称量其质量为0.7040g,将此尼龙布装入辐照管中备用。配制质量/体积浓度为16.7g/100mL的N-乙基丙烯酰胺的乙醇溶液100mL,另外,在此溶液中加入40mg的硫酸铜作为阻聚剂。取此溶液40mL加入前述装有尼龙布的辐照管中。经超声波震荡脱气、抽真空,再通入氮气后,将辐照管密封并置入钴源室进行共辐照接枝,其吸收剂量为30kGy。辐照结束后,取出尼龙布并以乙醇为纯化试剂应用索氏提取器进行纯化。纯化结束后,将防烫伤尼龙布干燥至恒重,精确称量其质量为0.9077g。根据式1计算该样品的接枝率为28.93%。分别在不同温度下检测未改性前的尼龙布,以及改性后的防烫伤尼龙布的厚度和左部、右部的接触角,取其平均值,具体见表2、图3。表2ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>由表2和图3可见,用本发明的方法得到的防烫伤棉尼龙布在常规的室温环境下接触角无明显变化,表明其亲水性和透水性没有显著变化。实施例3将棉布按照尺寸10cm×15cm进行剪裁,清洗干燥后,精确称量其质量为1.9724g,将此棉布装入辐照管中备用。配制质量/体积比1g/100mL的N-异丙基丙烯酰胺的水溶液100mL,另外,在此溶液中加入40mg的硫酸铜作为阻聚剂。取此溶液40mL加入前述装有棉布的辐照管中。经超声波震荡脱气、抽真空后,再通入氮气后,将辐照管密封并置入钴源室进行共辐照接枝,其吸收剂量为5kGy。辐照结束后,取出棉布并以甲醇为纯化试剂于索氏提取器进行纯化。纯化结束后,将防烫伤棉布干燥至恒重,精确称量其质量为2.1521g。根据式1计算该样品的接枝率为9.11%。分别在不同温度下检测未改性前的棉布,以及改性后的防烫伤棉布左部以及右部的接触角,取其平均值,具体见表3。表3ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>实施例4将涤纶布按照尺寸10cm×15cm进行剪裁,清洗干燥后,精确称量其质量为0.6804g,将此涤纶布装入辐照管中备用。配制质量/体积比为50g/100ml的N-乙基丙烯酰胺的水溶液100mL,另外,在此溶液中加入40mg的硫酸铜作为阻聚剂。取此溶液40mL加入前述装有涤纶布的辐照管中。经超声波震荡脱气、抽真空,再通入氮气后,将辐照管密封并置入钴源室进行共辐照接枝,其吸收剂量为50kGy。辐照结束后,取出涤纶并以乙醇为纯化试剂应用索氏提取器进行纯化。纯化结束后,将防烫伤涤纶布干燥至恒重,精确称量其质量为0.9877g。根据式1计算该样品的接枝率为45.16%。分别在不同温度下检测未改性前的涤纶布,以及改性后的防烫伤涤纶布左部以及右部的接触角,取其平均值,具体见表4。表4ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>