一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法

技术领域

本发明属于功能性织物的制备技术领域，具体涉及一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法。

背景技术

生活水平的提高使得人们对衣物的各种舒适性能有了更高的要求，在追求美观个性的同时人们也更加注重追求体感的舒适，尤其是在炎热的夏季以及一些高温湿热的环境中，衣物的导热吸湿快干功能毋庸置疑成为人们的第一需求。涤纶具有优异的抗皱性与保形性且耐磨、耐晒、耐霉菌，同时具有易洗快干的特性，是日常生活中十分常见的织物，但涤纶的吸湿性很差，夏季穿着会使人闷热不适，冬季还易带有静电。为了改善涤纶的吸湿性，制备出优异的热湿舒适性面料，人们做出了诸多努力，主要是从纤维改性、纱线性能、织物组织结构以及后整理工艺等方面进行改进，且不断有新的技术在加入到改善涤纶热湿舒适性能的行列。

近年来，静电纺丝技术不断得到改进，应用的领域也在不断扩展，在制备微纳结构纤维膜方面更是不断走向成熟，静电纺微纳米纤维材料比起传统超细纤维具有更小的细度尺度、更高的比表面积，能够提供更丰富的毛细管通道，可有效的调控纤维的亲疏水性和微细结构，将纳米纤维与涤纶纤维复合成纱能够促进其纤维集合体中水分的传递。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法，制备的织物接触角小于传统涤纶织物表面接触角，吸水能力大大增强，单向传递指数≥700，具有高效的水分单向传导能力，达到导湿快干的效果，可用于户外运动和医疗卫生等领域。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，采用静电纺纱的方式制备聚丙烯腈/无机盐复合纱线，然后将复合纱线放入马弗炉中进行热处理生长氧化锌种子层，采用水热法将含有种子层的复合纱线放入生长液中生长，得到复合纳米纱，经清水清洗和烘干得到单向导湿复合纱线；

步骤2，以双股涤纶纱作为经纱、上述单向导湿复合纱线作为纬纱进行穿经织造，得到单向导湿多尺度复合涤纶织物。

所述步骤1中的无机盐采用氯化锌、醋酸锌和硝酸锌中的一种。

所述步骤1中的热处理的温度为100-170℃，时间为0.5-24h。

所述步骤1中的复合纱线由纺丝液静电纺丝制备或以涤纶单纱作为基准纱，以纺丝液为包裹液制备微纳米纤维包芯纱，其中，纺丝液为浓度7-18wt％的聚丙烯腈/无机盐溶液，聚丙烯腈和无机盐的质量配为20:1-1:2，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺的一种或两种。

所述步骤1中的生长液的制备方，包括：向去离子水中加入摩尔比为1:1的六次甲基四胺和无机盐搅拌均匀，再向溶液中加入体积分数为2-10％的氨水，制备pH值范围为7-13，浓度为0.01-0.5M的生长液。

所述步骤1中的水热法的温度范围为60-120℃，时间为0.5-50h，烘干的温度为30-100℃，时间为0.5-50h。

所述步骤1中的复合纳米纱的纤维为纳米纤维级别或亚微米纤维级别，且复合纳米纱表面上的氧化锌材料为氧化锌棒、氧化锌线、氧化锌片或氧化锌颗粒，且所述氧化锌材料为微米级、亚微米级或纳米级。

所述步骤2中的穿经织造的组织结构为机织物中的平纹、斜纹、缎纹三原组织中的一种或者平纹变化组织、斜纹变化组织和缎纹变化组织中的一种。

所述步骤2中的涤纶为微米级涤纶纤维。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：

1.本发明制备的织物接触角小于传统涤纶织物表面接触角，吸水能力大大增强，单向传递指数≥700，具有高效的水分单向传导能力，达到导湿快干的效果，可用于户外运动和医疗卫生等领域。

2.本发明的多尺度复合涤纶织物，制备工艺简单、可操作性强，且易于控制，其中涤纶疏水层和形似Wenzel模型的微纳米纤维亲水层，依靠差动毛细效应实现单向导湿。

3.本发明制备的复合涤纶织物为多尺度，具有的仿生树状的多级尺寸结构能够提供类似于植物的蒸腾效应，遇到皮肤出汗会排汗导湿，织物的穿着舒适性优越。

4.本发明将生长的具有亲水性质的氧化锌纳米棒、纳米线或者纳米颗粒垂直排列，所构成的微纳结构为液滴留下充足的浸润空间，大大增加了液滴与纤维膜表面的接触面积，使原有的亲水性得到进一步增强，满足户外运动和医疗卫生等领域对涤纶织物吸湿排汗、单向导湿性能的需求。

附图说明

图1是本发明所述的一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法的步骤示意图；

图2是本发明实施案1制备聚丙烯腈/无机盐的复合纱线的静电纺纱过程图；

图3是本发明实施案1所制得的初生聚丙烯腈/无机盐复合纱线表面纤维SEM图；

图4是本发明实施案1所制得的纬纱表面垂直氧化锌的SEM图；

图5是本发明实施案1所制备纬纱各个处理阶段XRD图谱；

图6是本发明实施案1所制备纬纱各个处理阶段接触角；

图7是本发明实施案2所制得的纬纱表面SEM图；

具体实施方式

结合图1至图7，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。

实施例1

如图1，一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法，具体步骤为：

步骤1，调配浓度为8wt％的聚丙烯腈/醋酸锌/N，N-二甲基甲酰胺纺丝液，调整聚丙烯腈(PAN)与醋酸锌(Zn(AC)

步骤2，选取支数为32S/2的双股涤纶纱作为经纱、PAN/ZnO微纳米复合纱线作为纬纱进行穿经织造，织造平纹机织物，得到单向导湿多尺度复合涤纶织物。

本实施案例制备的单向导湿多尺度复合涤纶织物过程中初生PAN/Zn(AC)

实施例2

一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法，具体步骤为：

步骤1，调配浓度为8wt％的聚丙烯腈/醋酸锌/N，N-二甲基甲酰胺纺丝液，调整PAN与Zn(AC)

步骤2，选取支数为40S/2的双股涤纶纱作为经纱、PAN/ZnO微纳米复合包芯纱作为纬纱进行穿经织造，织造斜纹机织物，得到单向导湿多尺度复合涤纶织物。

本实施案例制备的单向导湿多尺度复合涤纶织物纬纱表面上的垂直氧化锌纳米片SEM图如图7所示。

实施例3

一种单向导湿多尺度复合涤纶织物的制备方法，具体步骤为：

步骤1，调配浓度为10wt％的聚丙烯腈/醋酸锌/N，N-二甲基甲酰胺纺丝液，调整PAN与Zn(AC)

步骤2，选取支数为16S/2的双股涤纶纱作为经纱、PAN/ZnO微纳米复合包芯纱作为纬纱进行穿经织造，织造缎纹机织物，得到单向导湿多尺度复合涤纶织物。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。