[发明专利]光致高分子自由基降解污染物的自清洁棉织物制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能纺织品领域，具体是涉及一种基于光致高分子自由基降解污染物的自清洁棉织物制备方法。 

  

背景技术

具有自动清洁功能的智能表面在日常生活和工业中有着非常广泛的应用前景，它在玻璃、陶瓷、汽车及纺织等领域的应用可降低清洁所带来的环境污染和水电耗费。因此，在当前全世界对环境和能源问题异常重视的前提下，自清洁表面的研究成为人们关注的热点问题之一。而在纺织领域，具有污染物降解功能的自清洁织物不仅可缓解洗涤带来的环境和能源问题，还能有效屏蔽和消解如细菌、病毒、杀虫剂、污渍等各种各样的环境污染物，避免这些污染物通过皮肤或呼吸道对人体造成伤害，所以具有污染物降解功能的棉织物可广泛应用于日常服装、生化防护服、医疗保健、食品加工、环境、农场、军事等方面。 

具有污染物降解功能的自清洁织物目前主要是基于光催化原理制备而成的，如在功能纺织品领域，忻浩忠及澳大利亚蒙纳士大学的Walid A. Daoud等已在涤纶织物及棉织物表面制备出锐钛矿型纳米TiO₂结晶薄膜，可提高织物的抗菌性能，能有效降解Neolan蓝2G染料，具有自清洁作用；迪肯大学Hurren等在羊毛织物表面制备了TiO₂薄层，结果显示该羊毛织物表面对红酒渍具有催化降解的自清洁效果；国内的王潮霞等则研究了稀土离子铥(Tm)掺杂TiO₂改性棉织物的自清洁性能，结果显示光照3h时对辣椒红素污物的降解率在94％左右。2011年，Walid A. Daoud等对近5年来人们通过纳米技术（主要是纳米TiO₂）实现高分子纤维自清洁的研究进行了综述，指出了该方法存在的一些问题，如无机TiO₂颗粒与纤维结合的牢度不佳、易于脱落、纤维手感不好以及难以在纤维表面均匀分散等。此外，东华大学王建庆等^]认为这类光氧化剂自清洁的条件是需要在阳光持续照射下才能消除，因此这类产品更多地适用于户外场合，如外墙涂料、幕墙玻璃等。因此，要开发出适用于高分子纤维材料且高性能化、低成本化的自清洁表面还需要新的思路。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于光致高分子自由基降解污染物的自清洁棉织物制备方法，包括如下步骤： 

（1）配制光致自由基高分子复合整理液：

每L整理液由以下成分组成：磺化聚醚醚酮2.5~15g；H供体聚合物5~17.5g；交联剂1~10wt%；加入HCl调节pH至2~5；

配制步骤：将所述磺化聚醚醚酮溶于水中，在超声环境下加热至50℃溶解；称取适量的H供体聚合物，溶于水中充分溶胀后，加热至85℃溶解，在70℃条件下，将两种溶液充分搅拌混合，加入适量的HCl，5min后，加入适量的交联剂；

（2）棉织物浸轧和焙烘：

浸轧：棉织物用轧车在上述整理液中浸渍30~50min后轧液，一浸一轧，轧液率70~110%；

焙烘：浸轧后棉织物在烘箱中80~90℃预烘20~40 min，然后在130~160℃焙烘60~240 s。

进一步的，所述的磺化聚醚醚酮磺化度在70~90%。 

进一步的，所述的H供体聚合物为聚乙烯亚胺或聚乙烯醇。 

进一步的，所述的交联剂为环氧氯丙烷或戊二醛。 

本发明具有如下特点： 

（1）本发明所用的SPEEK具有优异的力学性能、耐热性和耐化学药品性，通常应用于燃料电池、超滤膜、反渗透膜、生物医用材料等领域，与PVA及PEI等聚合物可形成的柔软、透光性良好的复合薄膜，所以，它适用于织物表面制备功能性纺织品。

（2）本发明提出的光致自清洁聚合物应用于棉织物时，可与棉纤维大分子上的-OH基通过交联或接枝牢固结合，从而其牢度较高且不影响纤维材料的手感、光泽等物理性能；克服无机光催化剂颗粒与纤维结合的牢度不佳、易于脱落、纤维手感不好以及难以在纤维表面均匀分散等问题。因此，与目前采用无机纳米粒子（如TiO₂）达到纤维表面自清洁的方法相比有一定的特色和优势。 

（3）本发明中高分子体系所产生的活性自由基氧化性比纳米Ti₂O产生的羟基自由基（·OH）弱，不仅对人体更安全，而且不会对聚合物膜及纤维造成过度损伤，影响膜的持久性及纤维的强力 

（4）本发明采用的是一种温和条件下污染物净化的绿色路径，因此，通过适当改进还可能用于废气和废水中污染物的处理。