[发明专利]一种提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织品染整技术领域，特别涉及一种提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的方法。

背景技术

目前使纺织品产生颜色的主要途径是通过在纺织品上施加有色物质(染料或颜料)来实现，是有色物质对光产生选择性吸收作用的结果，被称之为色素色。而自然界中的蓝天、彩虹、蝴蝶翅膀、孔雀羽毛、贝壳和各类光彩夺目的宝石等，是以特定组织的物理结构对光的散射、色散、干涉或衍射等作用来产生颜色，被称之为结构色。结构色通常具有高亮度、高饱和度、虹彩现象、永不褪色等优点，只要材料的结构稳定，其颜色不会消减。模拟自然界中的微结构，将其应用于纺织品的仿生结构生色，可制备出具有虹彩效应(颜色随观察角度的变化而变化的效果)、灵动如生的新型生态纺织品，将会有非常广阔的市场前景。

关于仿生结构生色纺织品的制备，东华大学申请的中国发明专利CN102991048A公开了一种利用静电自组装法制备织物结构色的方法。该专利提出利用静电自组装技术在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜和织物上制备聚合物与无机纳米胶体粒子构成的复合薄膜，实现了纺织品的仿生结构生色。该专利中提及的复合薄膜虽具有较好的稳定性，但未对仿生结构生色织物的颜色耐久性有详细描述和客观测试评价。

本课题组利用静电自组装法，通过交替浸渍带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)的水溶液和带负电荷的SiO₂纳米粒子溶胶液，在涤纶织物上成功制备了色彩绚丽多变的SiO₂/PEI结构色薄膜，通过分析薄膜的形态结构和光学特性，确定了结构色薄膜的生色机理，并建立了薄膜的自组装过程模型，为开发纺织品的生态着色技术提供一定的理论和实践基础，但这种结构生色纺织品的颜色耐久性还未能达到工业应用的要求。

对于色素着色的纺织品，考察其颜色耐久性一般利用色牢度指标评价，包括耐摩擦色牢度、耐水洗色牢度、耐日晒色牢度、耐汗渍色牢度等，其中耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度是评定纺织品色牢度高低的重要指标。静电自组装仿生结构生色纺织品主要利用纳米粒子和高分子之间的静电力作用在织物表面形成复合薄膜而使纺织品呈现颜色，这种复合薄膜自身的结构稳定性和与织物的结合牢度直接影响结构生色纺织品的耐摩擦和耐水洗色牢度。用于提高色素生色纺织品的固色剂可分为阳离子聚合物型固色剂、树脂型固色剂和反应交联型固色剂三大类，其作用机理主要是：1)阳离子固色剂封闭阴离子染料的水溶性基团；2)高分子固色剂成膜包覆染料；3)带反应性的固色剂与染料进行反应。上述原理都是针对染料性质而起作用的，因而适用于色素着色纺织品，不适用于结构生色纺织品。目前鲜有关于提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的研究和报道。

硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，既能与无机物发生反应，又能与有机物分子相互作用。利用硅烷偶联剂的这种桥联作用可提高无机物和有机物之间的相容性，从而大大改善材料的应用性能。SiO₂/PEI结构色薄膜是一种由带相反电荷的无机纳米粒子SiO₂和有机高分子PEI构成的复合薄膜。当硅烷偶联剂作用于静电自组装而成的无机/有机复合薄膜时，其分子的一端能与薄膜中的SiO₂纳米粒子反应形成硅氧键，另一端能与PEI高分子相互作用，从而在复合薄膜内部形成结合更为牢固的无机/有机杂化体系，此外偶联剂还可自身成膜。利用硅烷偶联剂处理静电自组装仿生结构生色纺织品能有效提高复合薄膜的结构稳定性及其与织物的结合牢度，从而提高其耐摩擦和耐水洗色牢度，最终可实现其颜色的耐久性。

发明内容

本发明提供一种提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的方法，该方法操作简单，易于实施，通过该方法处理的仿生结构生色织物具有良好的耐摩擦和耐水洗色牢度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的方法，包括以下步骤：用去离子水将硅烷偶联剂配制成0.3-3.0g/L的分散液，超声处理10-60min，把制备完成的静电自组装仿生结构生色纺织品置于硅烷偶联剂水分散液中，在40-85℃条件下水浴振荡处理0.5-3.0h。硅烷偶联剂是一类物质,其一端能与无机物发生反应，另一端又能与有机物分子相互作用，本发明以硅烷偶联剂KH570为例阐述提高静电自组装仿生结构生色纺织品颜色耐久性的方法，KH570是比较典型的一只偶联剂,类似结构的也可用。