一种抗污面料及其制备方法与流程

1.本发明属于织物面料技术领域，涉及一种抗污面料及其制备方法。

背景技术：

2.随着科学技术的不断进步，物质生活水平的逐步提高，人们对纺织品的需求已远远超越了遮体、保暖等基本要求，而更多的是强调对个性的追求，因此，对纺织品的舒适性、功能性等也就有着更多、更高的要求。另外，纺织品除了用于服装外，还广泛地应用于装饰产业等各个领域，这些领域对纺织品的功能性要求也很高。因此，开发功能性纺织品不仅能产生巨大的经济效益和社会效益，也是当今世界纺织品发展的大潮流的要求。
3.但是现有的纺织品面料，抗污能力差的话，容易因为外在环境因素，使纺织品面料容易受到外在环境的污染，但是多次清纺织品面料对纺织品面料的质感会有影响，缩短纺织品面料的使用寿命。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种抗污面料及其制备方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种抗污面料，包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈45.6-50.5份、聚乙烯醇23.45-25.26份、二甲基甲酰胺3.45-5.67份、纳米二氧化硅2.16-5.95份、甲基丙烯磺酸钠2.26-3.56份、有机溶剂3-6份；
7.其中两性聚丙烯腈由如下步骤制得：
8.将胺化聚丙烯腈加入到钠溶液中，搅拌均匀后，再加入氢氧化钠溶液，在70-75℃的温度下，反应12-15h，得到两性聚丙烯腈。
9.进一步地，所述胺化聚丙烯腈、钠溶液、氢氧化钠溶液的用量比为3.63g：5.65ml：3.77ml。
10.进一步地，所述胺化聚丙烯腈由如下步骤制得：
11.将改性聚丙烯腈加入到二乙胺溶液中，在50-55℃下搅拌反应8-10h，再加入三乙烯四胺，搅拌反应4-6h，反应结束后用去离子水反复洗涤3-5次，再在60-65℃真空烘干，得到胺化聚丙烯腈。
12.进一步地，所述改性聚丙烯腈、二乙胺溶液、三乙烯四胺的用量比为5.21g：3.34ml：2.27g。
13.进一步地，所述改性聚丙烯腈由如下步骤制得：
14.s1：将聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中，在40-65℃下搅拌1-1.5h，然后用超纯水清洗表面残留的氢氧化钠溶液，并浸泡在超纯水中12-24h，得到中间物a；
15.s2：在氮气保护下，往中间物a中加入甲基丙烯酸羟乙酯、五甲基二乙烯三胺和去离子水，搅拌均匀后，在60-65℃下，反应30-55min，再加入抗坏血酸，在40-45℃下反应6-8h，反应结束后，在无水乙醇浸泡24-26h，再使用去离子水浸泡24-25h，最后真空干燥4-8h，
得到中间物b；
16.s3：在反应釜内加入n，n'－亚甲基双丙烯酰胺，无水乙醇，硝酸铈铵，搅拌均匀后，再加入硝酸钠溶液和3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐、混合均匀后，通入氮气30-45min，进行脱氧，再加入中间物b，在40-45℃下密封反应3-5h，反应完成后，得到中间物c；
17.s4：将中间物c加入乙醇和pbs缓冲液的混合溶液中，浸泡24-26h，再用去离子水清洗5-6次，再在40℃真空干燥24-25h，得到改性聚丙烯腈。
18.进一步地，步骤s1所述聚丙烯腈、氢氧化钠溶液的用量比为3.96g：4.65ml。
19.进一步地，步骤s2所述中间物a、甲基丙烯酸羟乙酯、去离子水、抗坏血酸的用量比为4.23g：2.16g：3.75ml。
20.进一步地，步骤s3所述n，n'－亚甲基双丙烯酰胺、无水乙醇、硝酸铈铵、硝酸钠溶液、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐和中间物b的用量比为5.33g：6.23ml：1.24g:3.96g：4.36ml。
21.进一步地，所述有机溶剂由二、聚乙烯吡咯烷酮、四氯化碳、2,4－二甲基苯酚中的至少一种组成。
22.一种抗污面料的制备方法，具体包括如下步骤：
23.步骤一：将两性聚丙烯腈与有机溶剂、甲基丙烯磺酸钠混合均匀制得聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液搅拌后并加入聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、二氧化硅，超声分散后，得到纺丝原液；
24.步骤二：将纺丝原液进行静电纺丝，水洗、牵引、上油、烘干、卷曲和热定型，得到抗污面料。
25.本发明的有益效果：
26.(1)通过将聚丙烯腈进行水解，使得碱性羟基进攻附近的腈基，导致c-n断开形成带负电的中间产物，再与相邻的腈基继续进行加成反应，生成共价的六元环，在水的作用下，发生异构化作用生成酰胺，酰胺会继续受到的进攻，最终水解成羧盐，释放出氨气进而提高可以提高聚丙烯腈的亲水性。
27.(2)利用原子转移自由基反应将甲基丙烯酸羟乙酯接枝到水解后的聚丙烯腈，为后续反应提供大量羟基，然后，再以硝酸铈铵为引发剂，n，n'－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，将3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐接枝聚合到水解后的聚丙烯腈，从而完成对水解后的聚丙烯腈的接枝改性。
28.(3)通过将改性聚丙烯腈与二乙胺溶液反应，得到胺化聚丙烯腈，再通过胺化聚丙烯腈表面的胺基与钠发生季胺化反应，脱去氯化氢，得到两性聚丙烯腈，制备所得的两性聚丙烯腈的阴、阳离子与水结合形成水化层，阻碍两性聚丙烯腈与蛋白质之间的相互吸附，因而抗污染性更好，两性聚丙烯腈的亲水性增加，有利于增强两性聚丙烯腈抗污染性。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普
通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.制备改性聚丙烯腈：
32.s1：将聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中，在40℃下搅拌1h，控制聚丙烯腈、氢氧化钠溶液的用量比为3.96g：4.65ml，然后用超纯水清洗表面残留的氢氧化钠溶液，并浸泡在超纯水中12h，得到中间物a；
33.s2：在氮气保护下，往中间物a中加入甲基丙烯酸羟乙酯、五甲基二乙烯三胺和去离子水，搅拌均匀后，在60℃下，反应30min，再加入抗坏血酸，控制中间物a、甲基丙烯酸羟乙酯、去离子水、抗坏血酸的用量比为4.23g：2.16g：3.75ml，在40℃下反应6h，反应结束后，在无水乙醇浸泡24h，再使用去离子水浸泡24h，最后真空干燥4h，得到中间物b；
34.s3：在反应釜内加入n，n'－亚甲基双丙烯酰胺，无水乙醇，硝酸铈铵，搅拌均匀后，再加入硝酸钠溶液，控制n，n'－亚甲基双丙烯酰胺、无水乙醇、硝酸铈铵、硝酸钠溶液、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐和中间物b的用量比为5.33g：6.23ml：1.24g:3.96g：4.36ml，混合均匀后，通入氮气30min，进行脱氧，再加入中间物b，在40℃下密封反应3h，反应完成后，得到中间物c；
35.s4：将中间物c加入乙醇和pbs缓冲液的混合溶液中，浸泡24h，再用去离子水清洗5次，再在40℃真空干燥24h，得到改性聚丙烯腈。
36.实施例2
37.制备改性聚丙烯腈：
38.s1：将聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中，在55℃下搅拌1.3h，控制聚丙烯腈、氢氧化钠溶液的用量比为3.96g：4.65ml，然后用超纯水清洗表面残留的氢氧化钠溶液，并浸泡在超纯水中16h，得到中间物a；
39.s2：在氮气保护下，往中间物a中加入甲基丙烯酸羟乙酯、五甲基二乙烯三胺和去离子水，搅拌均匀后，在63℃下，反应45min，再加入抗坏血酸，控制中间物a、甲基丙烯酸羟乙酯、去离子水、抗坏血酸的用量比为4.23g：2.16g：3.75ml，在43℃下反应7h，反应结束后，在无水乙醇浸泡25h，再使用去离子水浸泡24.5h，最后真空干燥4-8h，得到中间物b；
40.s3：在反应釜内加入n，n'－亚甲基双丙烯酰胺，无水乙醇，硝酸铈铵，搅拌均匀后，再加入硝酸钠溶液，控制n，n'－亚甲基双丙烯酰胺、无水乙醇、硝酸铈铵、硝酸钠溶液、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐和中间物b的用量比为5.33g：6.23ml：1.24g:3.96g：4.36ml，混合均匀后，通入氮气38min，进行脱氧，再加入中间物b，在43℃下密封反应4h，反应完成后，得到中间物c；
41.s4：将中间物c加入乙醇和pbs缓冲液的混合溶液中，浸泡25h，再用去离子水清洗5次，再在40℃真空干燥24.5h，得到改性聚丙烯腈。
42.实施例3
43.制备改性聚丙烯腈：
44.s1：将聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中，在65℃下搅拌1.5h，控制聚丙烯腈、氢氧化钠溶液的用量比为3.96g：4.65ml，然后用超纯水清洗表面残留的氢氧化钠溶液，并浸泡在超纯水中24h，得到中间物a；
45.s2：在氮气保护下，往中间物a中加入甲基丙烯酸羟乙酯、五甲基二乙烯三胺和去离子水，搅拌均匀后，在65℃下，反应55min，再加入抗坏血酸，控制中间物a、甲基丙烯酸羟乙酯、去离子水、抗坏血酸的用量比为4.23g：2.16g：3.75ml，在45℃下反应8h，反应结束后，在无水乙醇浸泡26h，再使用去离子水浸泡25h，最后真空干燥8h，得到中间物b；
46.s3：在反应釜内加入n，n'－亚甲基双丙烯酰胺，无水乙醇，硝酸铈铵，搅拌均匀后，再加入硝酸钠溶液，控制n，n'－亚甲基双丙烯酰胺、无水乙醇、硝酸铈铵、硝酸钠溶液、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐和中间物b的用量比为5.33g：6.23ml：1.24g:3.96g：4.36ml，混合均匀后，通入氮气45min，进行脱氧，再加入中间物b，在45℃下密封反应5h，反应完成后，得到中间物c；
47.s4：将中间物c加入乙醇和pbs缓冲液的混合溶液中，浸泡26h，再用去离子水清洗6次，再在40℃真空干燥25h，得到改性聚丙烯腈。
48.实施例4
49.制备胺化聚丙烯腈：
50.将实施例2制备的改性聚丙烯腈加入到二乙胺溶液中，在53℃下搅拌反应9h，再加入三乙烯四胺，控制改性聚丙烯腈、二乙胺溶液、三乙烯四胺的用量比为5.21g：3.34ml：2.27g，搅拌反应5h，反应结束后用去离子水反复洗涤4次，再在63℃真空烘干，得到胺化聚丙烯腈。
51.实施例5
52.制备两性聚丙烯腈：
53.将实施例4制备的胺化聚丙烯腈加入到钠溶液中，搅拌均匀后，再加入氢氧化钠溶液，控制胺化聚丙烯腈、钠溶液、氢氧化钠溶液的用量比为3.63g：5.65ml：3.77ml，在73℃的温度下，反应13.5h，得到两性聚丙烯腈。
54.实施例6
55.一种抗污面料，包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈45.6份、聚乙烯醇23.45份、二甲基甲酰胺3.45份、纳米二氧化硅2.16份、甲基丙烯磺酸钠2.26份、有机溶剂3份；
56.一种抗污面料的制备方法，具体包括如下步骤：
57.步骤一：将两性聚丙烯腈与有机溶剂、甲基丙烯磺酸钠混合均匀制得聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液搅拌后并加入聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、二氧化硅，超声分散后，得到纺丝原液；
58.步骤二：将纺丝原液进行静电纺丝，水洗、牵引、上油、烘干、卷曲和热定型，得到抗污面料。
59.实施例7
60.一种抗污面料，包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈48.24份、聚乙烯醇24.33份、二甲基甲酰胺4.53份、纳米二氧化硅3.98份、甲基丙烯磺酸钠2.98份、有机溶剂4份；
61.一种抗污面料的制备方法，具体包括如下步骤：
62.步骤一：将两性聚丙烯腈与有机溶剂、甲基丙烯磺酸钠混合均匀制得聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液搅拌后并加入聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、二氧化硅，超声分散后，得到纺丝原液；
63.步骤二：将纺丝原液进行静电纺丝，水洗、牵引、上油、烘干、卷曲和热定型，得到抗
污面料。
64.实施例8
65.一种抗污面料，包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈50.5份、聚乙烯醇25.26份、二甲基甲酰胺5.67份、纳米二氧化硅5.95份、甲基丙烯磺酸钠3.56份、有机溶剂6份；
66.一种抗污面料的制备方法，具体包括如下步骤：
67.步骤一：将两性聚丙烯腈与有机溶剂、甲基丙烯磺酸钠混合均匀制得聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液搅拌后并加入聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、二氧化硅，超声分散后，得到纺丝原液；
68.步骤二：将纺丝原液进行静电纺丝，水洗、牵引、上油、烘干、卷曲和热定型，得到抗污面料。
69.对比例1：与实施例8相比不使用两性聚丙烯腈。
70.将实施例7-9与对比例制备的抗污面料进行防污性能测试。
71.按照国标gb/t 30159.1-2013《纺织品防污性能的检测和评价第1部分：耐沾污性》中的液态沾污法测试沾污等级。沾污等级分为5个级别，5级最好，1级最差，同时以将实施例7-9与对比例制备的抗污面料对牛血清蛋白的吸附量进行测试，测试结构如表所示。
[0072][0073]
由上表可以看出应用实施例7-9的抗污面料对牛血清蛋白的吸附量较低，具有较强的抗污性。
[0074]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种抗污面料，其特征在于：包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈45.6-50.5份、聚乙烯醇23.45-25.26份、二甲基甲酰胺3.45-5.67份、纳米二氧化硅2.16-5.95份、甲基丙烯磺酸钠2.26-3.56份、有机溶剂3-6份；其中两性聚丙烯腈由如下步骤制得：将胺化聚丙烯腈加入到钠溶液中，搅拌均匀后，再加入氢氧化钠溶液，在70-75℃的温度下，反应12-15h，得到两性聚丙烯腈。2.根据权利要求1所述的一种抗污面料，其特征在于：所述胺化聚丙烯腈、钠溶液、氢氧化钠溶液的用量比为3.63g：5.65ml：3.77ml。3.根据权利要求1所述的一种抗污面料，其特征在于：所述胺化聚丙烯腈由如下步骤制得：将改性聚丙烯腈加入到二乙胺溶液中，在50-55℃下搅拌反应8-10h，再加入三乙烯四胺，搅拌反应4-6h，反应结束后用去离子水反复洗涤3-5次，再在60-65℃真空烘干，得到胺化聚丙烯腈。4.根据权利要求3所述的一种抗污面料，其特征在于：所述改性聚丙烯腈、二乙胺溶液、三乙烯四胺的用量比为5.21g：3.34ml：2.27g。5.根据权利要求3所述的一种抗污面料，其特征在于：所述改性聚丙烯腈由如下步骤制得：s1：将聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中，在40-65℃下搅拌1-1.5h，然后用超纯水清洗表面残留的氢氧化钠溶液，并浸泡在超纯水中12-24h，得到中间物a；s2：在氮气保护下，往中间物a中加入甲基丙烯酸羟乙酯、五甲基二乙烯三胺和去离子水，搅拌均匀后，在60-65℃下，反应30-55min，再加入抗坏血酸，在40-45℃下反应6-8h，反应结束后，在无水乙醇浸泡24-26h，再使用去离子水浸泡24-25h，最后真空干燥4-8h，得到中间物b；s3：在反应釜内加入n，n'－亚甲基双丙烯酰胺，无水乙醇，硝酸铈铵，搅拌均匀后，再加入硝酸钠溶液和3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐、混合均匀后，通入氮气30-45min，进行脱氧，再加入中间物b，在40-45℃下密封反应3-5h，反应完成后，得到中间物c；s4：将中间物c加入乙醇和pbs缓冲液的混合溶液中，浸泡24-26h，再用去离子水清洗5-6次，再在40℃真空干燥24-25h，得到改性聚丙烯腈。6.根据权利要求5所述的一种抗污面料，其特征在于：步骤s1所述聚丙烯腈、氢氧化钠溶液的用量比为3.96g：4.65ml。7.根据权利要求5所述的一种抗污面料，其特征在于：步骤s2所述中间物a、甲基丙烯酸羟乙酯、去离子水、抗坏血酸的用量比为4.23g：2.16g：3.75ml。8.根据权利要求5所述的一种抗污面料，其特征在于：步骤s3所述n，n'－亚甲基双丙烯酰胺、无水乙醇、硝酸铈铵、硝酸钠溶液、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基－二甲基(3－硫代丙基)氢氧化铵内盐和中间物b的用量比为5.33g：6.23ml：1.24g:3.96g：4.36ml。9.根据权利要求1所述的一种抗污面料，其特征在于：所述有机溶剂由二、聚乙烯吡咯烷酮、四氯化碳、2,4－二甲基苯酚中的至少一种组成。10.根据权利要求1所述的一种抗污面料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一：将两性聚丙烯腈与有机溶剂、甲基丙烯磺酸钠混合均匀制得聚丙烯腈纺丝液，聚丙烯腈纺丝液搅拌后并加入聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、二氧化硅，超声分散后，得到纺丝原液；步骤二：将纺丝原液进行静电纺丝，水洗、牵引、上油、烘干、卷曲和热定型，得到抗污面料。

技术总结

本发明涉及一种抗污面料及其制备方法，属于织物面料技术领域。该抗污面料，包括如下重量份的原料：两性聚丙烯腈45.6-50.5份、聚乙烯醇23.45-25.26份、二甲基甲酰胺3.45-5.67份、纳米二氧化硅2.16-5.95份、甲基丙烯磺酸钠2.26-3.56份、有机溶剂3-6份；通过将改性聚丙烯腈与二乙胺溶液反应，得到胺化聚丙烯腈，再通过胺化聚丙烯腈表面的胺基与钠发生季胺化反应，脱去氯化氢，得到两性聚丙烯腈，制备所得的两性聚丙烯腈的阴阳离子与水结合形成水化层，阻碍膜表面与蛋白质之间的相互吸附，因而抗污染性更好，胺化聚丙烯腈的亲水性增加，有利于增强蛋白质抗污染性。有利于增强蛋白质抗污染性。