專利名稱：碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維素紡織品的碳納米管整理，它實(shí)現(xiàn)了采用常規(guī)的染整技術(shù)對織物進(jìn)行拒水、導(dǎo)電整理，具有電磁屏蔽、抗靜電、隱身、防水、防塵的功能，適用于軍工、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生、電子、傳感器、服裝等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超拒水表面是指固體表面與水的靜態(tài)接觸角大于150°，固體表面自由能和表面粗糙度是超拒水整理的兩個(gè)關(guān)鍵因素。碳納米管長徑比高，長度在微米級，具有超強(qiáng)的力學(xué)性能和優(yōu)異的電學(xué)性能。近年來，對碳納米管應(yīng)用的研究逐年增多，但在織物拒水整理方面的應(yīng)用卻不多見。對織物拒水整理的方法有很多，如化學(xué)刻蝕、等離子體刻蝕、電化學(xué)沉積、 溶膠-凝膠法等。但是上述的方法有的工藝復(fù)雜，有的設(shè)備昂貴，有的處理溫度高，耗能大， 不利于節(jié)能減排的基本國策。碳納米管比表面積很大，因而表面能很高。如何讓碳納米管均一分散，一直是科學(xué)工作者探討的話題；此外，碳納米管又是惰性體，如何讓其與織物牢固粘合是值得研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一步法實(shí)現(xiàn)對纖維素織物的超拒水和導(dǎo)電整理，解決以前整理方法處理工藝復(fù)雜，耗能高、化學(xué)試劑消耗多的弊端。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法，其特征在于，步驟為步驟I、制備碳納米管分散液將碳納米管加入配制溶液中，利用超聲波處理2_4h， 碳納米管與配制溶液的質(zhì)量百分比為O. 6% _1.0%，其中，配制溶液為將質(zhì)量百分濃度為3-10%的全氟磺酸溶液加入到質(zhì)量百分比濃度為30% -50%的乙醇溶液或質(zhì)量百分比濃度為10% -20%的丙醇溶液中配制而成，全氟磺酸溶液在配制溶液中的質(zhì)量百分比為 20% -40% ；步驟2、纖維素織物浸-軋?zhí)幚碓谑覝叵拢瑢⒏蓛舻睦w維素織物浸泡在碳納米管分散液中，浸泡后軋干得到處理樣；步驟3、將處理樣置于烘箱中烘干；步驟4、重復(fù)步驟2及步驟3直至纖維素織物達(dá)到預(yù)期的拒水和導(dǎo)電性能。優(yōu)選地，步驟2中所述浸泡的時(shí)間為5_60min。優(yōu)選地，步驟3中所述烘干的步驟為先在55-65°溫度下烘3_7min，然后再在 80-120。溫度下烘 5-12min。優(yōu)選地，步驟3中所述軋干的軋余率為50% -75%為了同時(shí)解決在背景技術(shù)指出的有關(guān)碳納米管的兩個(gè)難題，本發(fā)明采用了配制溶液。纖維素類織物有很好的親水性能，這就為其能很好的吸附碳納米管溶液提供了保障。由于織物紗線與紗線之間孔洞、纖維與纖維之間孔洞、紗線本身、纖維本身的微米孔洞結(jié)構(gòu),與碳納米管的納米結(jié)構(gòu)形成了很好的微米-納米雙尺度結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)恰好類似于自然界荷葉的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明一步法實(shí)現(xiàn)對纖維素織物的超拒水和導(dǎo)電整理，其該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、操作簡單方便，操作環(huán)境友好；2、無需昂貴的設(shè)備；3、可以在現(xiàn)有的染整生產(chǎn)線、上漿生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。


圖
圖
圖
圖
圖
圖
I為重復(fù)實(shí)施例I中的步驟 2為圖I中棉織物的接觸角 3為重復(fù)實(shí)施例I中的步驟 4為圖3中棉織物的接觸角 5為重復(fù)實(shí)施例2中的步驟 6為重復(fù)實(shí)施例2中的步驟
2及步驟3三次整理后的棉織物的表面電鏡照片
2及步驟3六次整理后的棉織物的表面電鏡照片
2及步驟3三次整理后的棉織物的接觸角；
2及步驟3六次整理后的棉織物的接觸角。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。實(shí)施例I步驟I、將400mg多壁碳納米管、50ml質(zhì)量百分比濃度為5%的全氟磺酸溶液、80ml 水、70ml無水乙醇混合，用超聲波處理2h，得到碳納米管分散液。步驟2、將平紋棉機(jī)織物浸潰上述碳納米管分散液內(nèi)5min，然后軋干織物(軋余率約75%)得到處理樣。步驟3、將處理樣置于烘箱內(nèi)，現(xiàn)在60°溫度下烘5min，然后在80°溫度下烘 15min。步驟4、當(dāng)重復(fù)3次步驟2及步驟3時(shí)整理后的棉織物的表面電鏡照片如圖I所示，測得整理后棉織物的接觸角為 152。，如圖2所示，表面電阻為600 Ω-1000 Ω/Square。當(dāng)重復(fù)6次步驟2及步驟3時(shí)整理后的棉織物的表面電鏡照片如圖3所示，測得整理后棉織物的接觸角為 156°，如圖4所示，表面電阻為100-400 Ω/square。上述測試?yán)媒佑|角測量儀進(jìn)行接觸角測試，水量為3 μ L，水滴與織物接觸30s 后讀數(shù)，在同一樣品不同位置測量5次，取平均值。實(shí)施例2步驟I、將400mg多壁碳納米管、50ml的質(zhì)量百分比濃度為5%的全氟磺酸溶液、 120ml水、40ml無水乙醇混合，用超聲波處理2h，得到碳納米管分散液。步驟2、將平紋棉機(jī)織物在碳納米管分散液浸潰5min，然后，軋干織物(軋余率約 75% )得到處理樣。步驟3、將處理樣置于烘箱內(nèi)，現(xiàn)在60°溫度下烘5min，然后在80°溫度下烘 15min。
4
步驟4、當(dāng)重復(fù)3次步驟2及步驟3時(shí)測得整理后棉織物的接觸角為151°，如圖5所示，表面電阻為600Ω-1000Ω/
Square0當(dāng)重復(fù)6次步驟2及步驟3時(shí)測得整理后棉織物的接觸角為154°，如圖6所示，表面電阻為200-400Ω/ Square0上述測試?yán)媒佑|角測量儀進(jìn)行接觸角測試，水量為3 μ L，水滴與織物接觸30s 后讀數(shù)，在同一樣品不同位置測量5次，取平均值。
權(quán)利要求
1.一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法，其特征在于，步驟為 步驟I、制備碳納米管分散液將碳納米管加入配制溶液中，利用超聲波處理2-4h，碳納米管與配制溶液的質(zhì)量百分比為O. 6% _1.0%，其中，配制溶液為將質(zhì)量百分濃度為 3-10%的全氟磺酸溶液加入到質(zhì)量百分比濃度為30% -50%的乙醇溶液或質(zhì)量百分比濃度為10% -20%的丙醇溶液中配制而成，全氟磺酸溶液在配制溶液中的質(zhì)量百分比為 20% -40% ；步驟2、纖維素織物浸-軋?zhí)幚碓谑覝叵?，將干凈的纖維素織物浸泡在碳納米管分散液中，浸泡后軋干得到處理樣；步驟3、將處理樣置于烘箱中烘干；步驟4、重復(fù)步驟2及步驟3直至纖維素織物達(dá)到預(yù)期的拒水和導(dǎo)電性能。
2.如權(quán)利要求I所述的一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法， 其特征在于，步驟2中所述浸泡的時(shí)間為5-60min。
3.如權(quán)利要求I所述的一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法，其特征在于，步驟3中所述烘干的步驟為先在55-65°溫度下烘3-7min，然后再在 80-120。溫度下烘 5-12min。
4.如權(quán)利要求I所述的一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法， 其特征在于，步驟3中所述軋干的軋余率為50% -75%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種碳納米管整理技術(shù)制備超疏水、導(dǎo)電纖維素織物的方法，其特征在于，步驟為步驟1、制備碳納米管分散液；步驟2、纖維素織物浸-軋?zhí)幚?；步驟3、將處理樣置于烘箱中烘干；步驟4、重復(fù)步驟2及步驟3直至纖維素織物達(dá)到預(yù)期的拒水和導(dǎo)電性能。本發(fā)明一步法實(shí)現(xiàn)對纖維素織物的超拒水和導(dǎo)電整理，其該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)1、操作簡單方便，操作環(huán)境友好；2、無需昂貴的設(shè)備；3、可以在現(xiàn)有的染整生產(chǎn)線、上漿生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號D06M101/06GK102605608SQ20121003054
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月11日
發(fā)明者劉文博, 劉曉麗, 姚瀾, 李祥鵬, 王芝文, 邱夷平, 鄒梨花, 錢怡 申請人:東華大學(xué)