[发明专利]一种纳米羧基壳聚糖原位涂层织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米羧基壳聚糖原位涂层织物及其制备方法，其是将纳米羧基壳聚糖整理液与织物反应，在没有加入任何交联剂的条件下，通过纳米羧基壳聚糖表面羧基与织物中氨基生成酰胺化学键而原位形成纳米羧基壳聚糖涂层，羧基壳聚糖纳米颗粒在织物中分散均匀、稳定性好、结合牢度高、抗菌活性高效持久。本发明的制备过程简单易行、成本低、条件可控性好，不使用任何交联剂和酸溶液，绿色环保，所制备的纳米羧基壳聚糖涂层织物抗菌、防皱、易染色、柔软、吸湿透气、人体亲和性好，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及负载纳米羧基壳聚糖织物的技术领域，特别涉及一种不需要加入交联剂的绿色制备技术，属于功能纤维材料改性技术领域。

背景技术

随着人们生活水平提高和健康环保意识加强，在注重纺织服装美观、舒适的同时，对其绿色环保和卫生保健功能提出了更高需求。众所周知，天然蛋白质纤维因无毒、无刺激、亲和肌肤、生物相容、可降解、透气吸湿、柔软滑爽、服用舒适而备受消费者青睐，然而，与其他纤维相比，天然蛋白质纤维存在易泛黄、易起皱、抗变形差、抗菌差等缺陷，已成为亟待解决的难题。因此，通过各种改性技术提高蛋白质纤维的品质和功能性具有重要意义。

壳聚糖作为一种纺织品常用的有机抗菌剂，由于其来源广泛、可再生、生物相容、无毒无刺激、抑菌能力高效持久、抗菌谱广泛、安全卫生，被大量用于纺织品服装领域。壳聚糖分子内与分子间较强的氢键结合使其难溶于水，只能溶于酸性溶液中，而酸溶液易挥发、腐蚀性强、污染环境，极大限制了壳聚糖的应用。同时，壳聚糖与蛋白质纤维之间缺乏有效的化学键结合，目前的壳聚糖改性方法主要是利用醛、环氧树脂或多元羧酸等交联剂的桥联作用使壳聚糖化学接枝到蛋白质纤维或织物[Ferrero F,Periolatto M,Burelli S,Carletto R A.Silk grafting with chitosan and crosslinking agents.Fibers andPolymers,2010,11(2):185-192]上以达到功能整理目的。但交联剂会在织物表面涂覆一层化学物质，导致天然蛋白质纤维表面“化纤化”，对天然纤维优良特性和人体健康产生负面影响，难以符合生态纺织要求；且化学交联剂需高温焙烘(150～175℃)才能形成酯化交联反应，易引起织物的强力损失、泛黄等服用性能下降。因此，探究无交联剂、无酸溶液条件下的壳聚糖绿色改性方法以赋予纺织品良好的性能及多功能性显得尤为重要。

纳米技术出现拓展了壳聚糖的应用范围，壳聚糖纳米颗粒表现出独特的纳米小尺寸效应，其化学反应活性、生物活性、吸附性和比表面积都极大提高，在中性溶液中的溶解性显著改善，非常适合作为纺织品的功能整理剂。将壳聚糖制成纳米微粒，可以发挥其纳米材料的特性，使整理后织物的抗菌及染色能力大大增强，且小尺寸的纳米壳聚糖颗粒不仅附着在纤维表面，还可进入纤维内部的微空隙中，对纤维的手感等服用性能影响很小。近年来，已有研究者在壳聚糖乙酸溶液中加入三聚磷酸钠TPP、交联剂柠檬酸、催化剂次亚磷酸钠和表面活性剂Span-80，通过离子凝胶法制备出粒径20～30nm的纳米壳聚糖分散液用于蚕丝或柞蚕丝纤维整理[王成,陈宇岳,路艳华.纳米壳聚糖的制备及其对真丝纤维性能的影响.丝绸,2006(8):32-34；路艳华,陈宇岳,林红,郝旭.纳米二氧化钛/壳聚糖改性柞蚕丝的结构和热性能.东华大学学报,2009,35(2):139-143]，但所得纳米壳聚糖稳定性差，在纤维上易团聚，且制备过程中使用的交联剂柠檬酸、催化剂次亚磷酸盐等药品会残留在蚕丝中，对蚕丝性能和人体亲和性有不利影响。发明专利CN102677465B公开了一种功能化纳米壳聚糖和纳米二氧化钛改性的柞蚕丝织物及其制备方法，其采用了酸溶液溶解壳聚糖，滴加TPP溶液和纳米二氧化钛溶胶，强力搅拌后获得粒径小于100nm的壳聚糖/二氧化钛复合纳米整理液来处理柞蚕丝织物，然而该方法制备过程复杂，使用了丁烷四羧酸、聚马来酸和酒石酸等作为交联剂和次亚磷酸盐为催化剂，并在165～170℃高温焙烘柞蚕丝织物，对柞蚕丝的生物活性以及服用性能产生不良影响。