[发明专利]纳米材料功能性纺织品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料的制备方法，特别涉及一种纳米材料功能性纺织 品的制备方法，属纳米材料制备及纺织品功能性整理技术领域。

背景技术

纳米粉体由于具有小尺寸效应，表面与界面效应，量子尺寸效应，使得其 电、磁、热、光、敏感特性和表面稳定性等性能显著不同于通常颗粒，具有广 阔的应用前景，已经在物理、化学、材料、生物、医学、环境、纺织等许多领 域得到广泛应用，尤其是在纺织领域，纳米材料的诞生将为传统纺织品的性能 升级提供安全便捷的途径，成为当代开发多功能纺织品的主导方向。

目前，有关纳米粉体的制备方法虽然有很多种，如气相法、液相法、固相法 等。气相法所得粉体纯度较高、团聚较少，但是设备昂贵、产量较低，不易普 及。固相法所用设备简单、操作方便，但所得粉体往往不够纯，粒度分布较大， 仅适用于要求比较低的场合。液相法具有设备简单、无需高真空等苛刻物理条 件、易放大等优点，被认为最有发展前途，但液相法一般工艺流程较长，粉体 后处理过程中易产生硬团聚，不容易获得小粒径的粉体，尤其是对需要高温转 相的粉体。因此到目前为止，要想获得“理想粉体”(即同时满足组分均匀、颗 粒细、粒径分布窄、无团聚、比表面积大等苛刻条件)依然十分困难。任何材 料的制备都是为了应用，目前制约纳米技术发展的另一个瓶颈问题就是纳米材 料应用中的团聚问题，该问题极其影响纳米效应的充分发挥，在纺织领域尤其 如此。有关纳米材料的团聚问题虽然做了大量研究，也取得了一定的成效，但 大多数技术尚处于实验室研究阶段，仅个别开始进入应用阶段，而且存在产量 低、成本高、难以工业化生产等问题，即便如此，在纳米微粒大小及颗粒度分 布的控制上也不尽如人意。在纳米材料与纺织品的结合问题上，目前主要采取 添加粘合剂或交联剂的方法和表面改性技术，前者由于严重影响织物的手感和 透气性，一般仅适用于装饰布，大大限制了它的应用，而表面改性技术分散效 果也不是十分理想。原位合成是一种近年来出现的制备复合材料的新方法，它 不同于外加合成法，即将事先准备好的增强相加入基体材料中。这种方法的优 点是得到的增强相颗粒细小、性能稳定并且界面无污染。纺织品的多孔结构为 纳米材料的原位合成提供了条件，这样不仅可解决纳米材料制备过程中的团聚 问题，而且避免了应用中的团聚问题以及水洗牢度问题。目前该技术已经引起 国内外的广泛关注并已有研究报道。文献“ZnO Nanorods grown on cotton fabrics at low temperature”(Chemistry Physics Letter，2004，398，p250) 采用ZnO溶胶通过浸涂法或浸-轧-烘处理棉织物，再将其浸渍在醋酸锌和三乙 醇胺的混合溶液中就可在纤维表面获得直径为5-10nm，长度为300-500nm的棒 状纳米ZnO晶体，获得良好的防紫外功能。文献“Surface functionalization of cellulose fibers with titanium dioxide nanoparticles and their combined bactericidal activities”(Surface Science，2005，599，p69) 所采用TiO₂溶胶处理棉织物，再经水热处理可在纤维表面生成10nm左右的纳 米TiO₂，赋予织物优良的抗菌性能。文献“Synthesis of silver chloride nanocrystal on silk fibers”(Materials letters，2007，61，p2464)报道 了采用循环浸洗的方法可在丝纤维表面得到AgCl晶体。在采用原位技术获得纳 米功能纺织品的国内研究报道中，基本还是采用溶胶或复合溶胶的方法来处理 织物，如文献“纳米二氧化钛多功能织物整理剂的制备与性能”([J]纺织学报， 2006，27(3)，p92)公开了采用溶胶-凝胶法获得纳米TiO₂溶胶用来整理织物， 获得抗紫外线及抗菌性能。文献“锐钛矿型纳米TiO₂在棉织物上的原位生 长及其抗紫外线性能”([J]纺织学报，2007，28(2)，p72)中，根据Yuranova T的方法采用TiO₂-SiO₂复合溶胶浸轧棉织物晾干后，通过水热处理的方式在棉 纤维表面生成了与棉纤维结合牢固的锐钛矿型纳米TiO₂，赋予织物良好的紫外 线防护功能。

发明内容