專利名稱：一種防燙傷紡織品及其制備方法
一種防燙傷紡織品及其制備方法技術領域
本方法涉及一種紡織品的整理方法，尤其涉及一種溫敏及防燙傷紡織品及其制備方法。
背景技術：
日常生活、工作中，燙傷常常發(fā)生。尤其在紡織品被浸濕后，高溫水的殘留與皮膚接觸使得燙傷進一步加重。因此，研制防燙傷的紡織品迫在眉睫。
目前，紡織品防燙傷的主要方法是加厚紡織品的厚度以及采用特種功能整理，主要采用復合紡織品，即紡織品內(nèi)襯或外覆絕熱層。復合紡織品的絕熱層主要有以下幾種納米孔隔熱材料、無機礦物纖維類隔熱材料以及有機-金屬復合類材料。
對于一般紡織品而言，防燙傷主要是加厚其厚度，降低熱傳導，從而達到防燙傷的目的。由此帶來的問題就是，由于織物過厚而導致穿著、使用不便。對于復合紡織品，納米孔隔熱材料主要采用硅質(zhì)、硬硅鈣石類，這些材料隔熱效果優(yōu)良，這類材料的缺點是耐磨性較差；對于無機礦物纖維類隔熱材料，主要有石英纖維棉、硅酸鋁纖維棉、碳纖維棉以及石墨纖維棉等，這些材料具有質(zhì)地輕、耐高溫等優(yōu)點，然而這類材料使用厚度較大；對于有機-金屬復合類材料，主要是將耐高溫聚合物涂覆在金屬表面，再與其他材料復合制成復合材料，這類材料的主要問題是耐高溫聚合物容易脫落、防燙傷性能不持久。因此，提供耐久性更好、使用厚度更小的紡織品改性方法，必將提高紡織品的功能應用空間。
對于紡織品的整理方式，目前主要有機械整理，如定幅整理、機械手感整理及防縮整理等，形態(tài)記憶整理，如濕交聯(lián)、離子交聯(lián)等，特種功能整理，如拒水拒油整理、阻燃整理、衛(wèi)生整理等(Rong Li, KeLu Yan, LatestDevelopment of Textile Finishing Technologies Overseas, China Textile Leader, 2009. No. 5，75 78)。機械整理即應用機械方式賦予織物各種特殊的手感、外觀和形態(tài)；形態(tài)記憶整理即應用交聯(lián)劑進行交聯(lián)，使織物擁有保持平整外觀、從折皺中恢復原狀的功能；特種功能整理即應用物理、化學或物理化學方法將功能高分子與織物結合，使織物具有特種功能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服了現(xiàn)有的防燙傷紡織品厚度較大不利于使用或穿著，或經(jīng)過物理方法整理的紡織品及復合紡織品耐磨性較差，防燙效果不持久等缺陷，提供了一種新的防燙傷紡織品及其制備方法。本發(fā)明的制備方法操作簡便，采用輻照接枝法將功能高分子以化學鍵連接至紡織品表面，大大延長了紡織品在防燙傷效果方面的持久性，同時將防燙傷紡織品的使用厚度降低至較低水平。本發(fā)明的防燙傷紡織品能夠在保留紡織品本身所具有的親膚性、透水性的前提下，實現(xiàn)防燙傷效果。并且本發(fā)明的防燙傷紡織品能夠多次反復使用，都能保持良好的防燙傷效果。
本發(fā)明提供了一種防燙傷紡織品的制備方法，其包括下述步驟在溶劑中，在無氧條件以及惰性氣體保護下，輻照紡織品以及接枝單體，使所述紡織品以及所述接枝單體發(fā)生共輻照接枝反應，即得防燙傷紡織品；其中所述的接枝單體為具有溫敏特性的單體，本發(fā)明中所述的溫敏特性指在32°C以上時從親水性化轉變?yōu)槭杷缘幕衔?，即具有烯基基團并同時具有親水和疏水基團的化合物，較佳地為N-異丙基丙烯酰胺和/或N-乙基丙烯酰胺。
本發(fā)明中，所述的紡織品是指由各種天然纖維和/或人造纖維制備得到的產(chǎn)品， 本發(fā)明中對于所述紡織品沒有特殊要求，可為各種常規(guī)的市售紡織品。其中，所述的天然纖維較佳地為棉纖維、麻纖維、絲纖維和毛纖維中的一種或多種，更佳地為棉纖維和/或麻纖維，但不局限于此。所述的人造纖維較佳地為錦綸纖維、滌綸纖維和丙綸纖維中的一種或多種，但并不局限于此。
本發(fā)明中，較佳地對所述紡織品進行預處理，該預處理為本領域的常規(guī)預處理方法，以清潔所述的紡織品，去除所述紡織品中的雜質(zhì)。所述的預處理方法較佳地為用丙酮抽提所述紡織品，水洗后干燥即可。
本發(fā)明中，所述的溶劑為本領域此類反應常規(guī)使用的溶劑，較佳地為水和/或碳原子數(shù)1-3的一元醇(如甲醇、乙醇和異丙醇等中的一種或多種)。
本發(fā)明中，所述接枝單體與所述溶劑的質(zhì)量/體積比較佳地為1 50g/100mL，更佳地為5 30g/100mL，最佳地為10 20g/100mL。在該質(zhì)量/體積比范圍內(nèi)能夠使紡織品保持其原有的透水性，不會使該紡織品的透水性在所述接枝反應后顯著下降。
本發(fā)明中，所述溶劑中還可含有阻聚劑，所述阻聚劑為選用此類反應各種常規(guī)的阻聚劑，如硫酸亞鐵銨和/或硫酸銅。所述阻聚劑的含量為本領域此類反應的常規(guī)用量，較佳地為4mmol/L溶劑以下。
本發(fā)明中，所述的無氧條件可采用本領域常規(guī)的方法獲得，一般為脫氣后抽真空。 其中，所述的脫氣可采用本領域常規(guī)的方法進行，如超聲波震蕩脫氣，可在超聲波清洗機中進行，但并不局限于此。
本發(fā)明中，所述的共輻照接枝反應可采用本領域常規(guī)的輻照接枝反應條件進行。 所述共輻照接枝反應的輻照源較佳地為鈷源。所述共輻照接枝反應的輻照劑量較佳地為 5kGy 50kGy，更佳地為 15kGy 30kGy。
本發(fā)明的共輻照接枝反應結束后較佳地進行后處理以除去未接枝的接枝單體以及所述接枝單體的均聚物。所述的后處理較佳地按下述步驟進行以溶劑抽提防燙傷紡織品即可；所述的溶劑為能夠溶解所述接枝單體以及接枝單體的均聚物的溶劑，較佳地為甲醇和/或乙醇。所述的抽提較佳地在索氏提取器中進行，如用500mL容量的索氏提取器中抽提72小時。
在本發(fā)明一較佳的實施方式中，所述的制備方法按下述步驟進行將所述紡織品置入含有所述接枝單體的溶液的輻照管中，經(jīng)過脫氣、抽真空，通入惰性氣體后，將該輻照管置入鈷源室內(nèi)進行共輻照接枝反應，將輻照后的紡織品用溶劑進行抽提，即可；其中含有所述接枝單體的溶液中的溶劑同前所述，所述的溶液中較佳地還含有阻聚劑。
本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制得的防燙傷紡織品。其中所述防燙傷紡織品中所述接枝單體的接枝率為1 50%，較佳地為5 30%。
本發(fā)明的防燙傷紡織品具有溫敏特性，即在32°C以上時該紡織品具有疏水性。在低溫時(低于32°C時)，該防燙傷紡織品的接枝鏈上的分子與水的相互作用主要是親水基團與水分子之間的氫鍵作用，表現(xiàn)為親水性；當溫度在相變點以上時，接枝鏈分子內(nèi)及分子間的疏水相互作用加強，形成疏水層，此時，接枝鏈分子的形態(tài)由疏松的線團結構變?yōu)榫o密的膠粒狀結構，從而表現(xiàn)出溫敏性。若溫度較高的水潑濺到紡織品表面，當該紡織品的溫度達到32°C以上時，由于其疏水性，高溫水不會被該紡織品吸收，亦不停留在該紡織品表面， 從而達到防燙傷的目的。
本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領域常識的基礎上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實施例。
本發(fā)明的原料和試劑皆市售可得。
本發(fā)明的積極進步效果在于
1、本發(fā)明中將輻射接枝法引入紡織品整理中，將功能化合物以化學鍵連接至紡織品上，成功地解決了具有防燙傷功能的紡織品的耐久使用性問題，能夠重復使用和洗滌。
2、本發(fā)明僅僅是對市售的紡織品進行整理，不需要復合或加厚，整理后紡織品的厚度變化量非常小(低于0. 5mm)，解決了常規(guī)的加厚防燙傷紡織品不利于使用和穿著的缺陷。
3、本發(fā)明的防燙傷紡織品與市售的紡織品的透水性幾乎沒有影響。如棉布在改性前可以在5秒內(nèi)將水滴完全吸收，改性后的防燙傷棉布在30°C以下可在10秒內(nèi)將水滴完全吸收；改性后的尼龍布及滌綸布的接觸角無明顯變化，也說明改性后的紡織品的親水性近似無變化。
4、本發(fā)明的防燙傷紡織品不會改變紡織品在常規(guī)使用環(huán)境下的透水性，仍能夠使紡織品具有較好的使用舒適感。
5、本發(fā)明采用是的通用平臺，如果需要實現(xiàn)紡織品的其他功能化，只需要對實驗過程中的功能化合物進行相應改變即可實現(xiàn)。


圖1為接觸角的示意圖。
圖2為實施例1中未改性棉布和改性棉布在不同溫度下的接觸角測試圖，其中圖 2a為未改性棉布，圖2b為改性棉布。
圖3為實施例2中未改性尼龍布和改性尼龍布在不同溫度下的接觸角測試圖，其中圖3a為未改性尼龍布，圖: 為改性尼龍布。
具體實施方式
下面用實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制，實施例中的原料均為常規(guī)市售產(chǎn)品。
說明一
本發(fā)明以及所有實施例中所述的吸收劑量是輻射化學中描述電離輻射給予樣品的平均授與能量的概念，其定義為電離輻射向無限小體積內(nèi)授與的平均能量除以該體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量而得到的商。
說明二
所有實施例中所述的接枝率是高分子化學中描述接枝程度的概念，其定義為樣品在接枝反應前、后的質(zhì)量變化占原始樣品質(zhì)量的百分比，其表達式為
DG =X100% 式 1wO
其中，Wg為接枝后樣品質(zhì)量，W0為接枝前樣品質(zhì)量。
說明三
所有實施例中所述的接觸角是材料化學中描述材料親疏水程度的概念，其定義為在固、液、氣三相接觸達到平衡時，三相接觸周邊的任一點上，液氣界面切線與固體表面間形成的、包含液體的夾角，如圖1所示的θ角。
說明四
實施例1所述的棉布的接觸角為0°，因為棉布的親水性極好，水滴在5秒鐘內(nèi)在棉布表面完全鋪展而被吸收，按接觸角的定義，該棉布的接觸角為0°。
實施例1
將棉布按照尺寸IOcniX 15cm進行剪裁，清洗干燥后，精確稱量其質(zhì)量為1. 7243g, 將此棉布裝入輻照管中備用。配制質(zhì)量/體積比15g/100mL的N-異丙基丙烯酰胺的甲醇溶液(即每IOOmL甲醇中有15g N-異丙基丙烯酰胺)100mL，另外，在此溶液中加入40mg的硫酸銅作為阻聚劑。取此溶液40mL加入前述裝有棉布的輻照管中。經(jīng)超聲波震蕩脫氣、抽真空后，再通入氮氣后，將輻照管密封并置入鈷源室進行共輻照接枝，其吸收劑量為15kGy。 輻照結束后，取出棉布并以甲醇為純化試劑于索氏提取器進行純化。純化結束后，將防燙傷棉布干燥至恒重，精確稱量其質(zhì)量為2. 0521g。根據(jù)式1計算該樣品的接枝率為19. OlV0o 分別在不同溫度下檢測未改性前的棉布，以及改性后的防燙傷棉布的厚度和左部、右部的接觸角，取其平均值，具體見表1、圖2。
表 權利要求
1.一種防燙傷紡織品的制備方法，其特征在于其包括下述步驟在溶劑中，在無氧條件以及惰性氣體保護下，輻照紡織品以及接枝單體，使所述紡織品以及所述接枝單體發(fā)生共輻照接枝反應，即得防燙傷紡織品；其中所述的接枝單體為在32°c以上會從親水性轉變成疏水性的具有溫敏特性的化合物。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的接枝單體為N-異丙基丙烯酰胺和/或N-乙基丙烯酰胺。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的紡織品為由天然纖維和/或人造纖維制備得到的產(chǎn)品，所述的天然纖維較佳地為棉纖維、麻纖維、絲纖維和毛纖維中的一種或多種，所述的人造纖維較佳地為錦綸纖維、滌綸纖維和丙綸纖維中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述紡織品在進行所述共輻照接枝反應之前根據(jù)下述步驟進行預處理用丙酮抽提所述紡織品，水洗后干燥即可。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的溶劑為水和/或碳原子數(shù)1-3的一元醇，所述碳原子數(shù)1-3的一元醇較佳地為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或多種。
6.如權利要求1 5中任一項所述的制備方法，其特征在于所述接枝單體與所述溶劑的質(zhì)量/體積比為1 50g/100mL，較佳地為5 30g/100mL，最佳地為10 20g/100mL。
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述溶劑中還含有阻聚劑，所述阻聚劑較佳地為硫酸亞鐵銨和/或硫酸銅；所述阻聚劑的含量較佳地為4mmol/L溶劑以下。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的共輻照接枝反應的輻照劑量為 5kGy 50kGy，較佳地為 15kGy 30kGy。
9.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述共輻照接枝反應結束后按下述步驟進行后處理以能夠溶解所述接枝單體以及所述接枝單體的均聚物的溶劑抽提防燙傷紡織品即可；所述能夠溶解所述接枝單體以及所述接枝單體的均聚物的溶劑較佳地為甲醇和 /或乙醇；所述的抽提較佳地在索氏提取器中進行。
10.由權利要求1 9中任一項所述的制備方法制得的防燙傷紡織品；其中所述防燙傷紡織品中所述接枝單體的接枝率較佳地為1 50%，更佳地為5 30%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防燙傷紡織品的制備方法，其特征在于其包括下述步驟在溶劑中，在無氧條件以及惰性氣體保護下，輻照紡織品以及接枝單體，使所述紡織品以及所述接枝單體發(fā)生共輻照接枝反應，即得防燙傷紡織品；其中所述的接枝單體為在32℃以上會從親水性轉變成疏水性的具有溫敏特性的化合物。本發(fā)明還公開了一種由該方法制得的防燙傷紡織品。本發(fā)明的制備方法操作簡便，大大延長了紡織品在防燙傷效果方面的持久性，同時將防燙傷紡織品的使用厚度降低至較低水平。本發(fā)明的防燙傷紡織品能夠在保留紡織品本身所具有的親膚性、透水性的前提下，實現(xiàn)防燙傷效果。并且本發(fā)明的防燙傷紡織品能夠多次反復使用，都能保持良好的防燙傷效果。
文檔編號D06M14/24GK102505473SQ20111030349
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權日2011年10月10日
發(fā)明者于洋, 李景燁, 李林繁, 蔣海青, 虞鳴, 鄧波 申請人:中國科學院上海應用物理研究所