本發(fā)明涉及合成纖維表面改性領(lǐng)域，尤其涉及一種在非水介質(zhì)環(huán)境中的多巴胺或其衍生物在合成纖維表面快速沉積的方法。
背景技術(shù)：
與天然纖維不同，合成纖維缺少活性基團(tuán)，因此難以對(duì)其表面進(jìn)行修飾改性。目前常見的改性方法是在嚴(yán)苛的環(huán)境中，將合成纖維的結(jié)構(gòu)進(jìn)行水解，暴露出端活性基團(tuán)提供反應(yīng)性。但前者除了反應(yīng)條件苛刻外，也不適用于聚丙綸之類無法水解的纖維。多巴胺是一類具有類似海洋貽貝生物超強(qiáng)粘附蛋白的特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其在水溶液中易被氧化自聚，進(jìn)而強(qiáng)力附著在各種基材表面。由于這一獨(dú)特的性質(zhì)，多巴胺或其衍生物被廣泛用于金屬材料、有機(jī)和無機(jī)材料等的表面改性上。但需要指出的是，目前都是將多巴胺或其衍生物溶解到偏堿性溶液中，再將各類需要改性的材料放置于溶液中，室溫下反應(yīng)18-24小時(shí)才得到表面改性產(chǎn)品。該方法的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，且多巴胺的利用率低，材料表面的聚合層膜相對(duì)粗糙?？梢姡l(fā)展一種快速高效的合成纖維的表面改性方法，具有一定的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在非水介質(zhì)環(huán)境中的多巴胺或其衍生物在合成纖維表面快速沉積的方法。本發(fā)明利用等離子體技術(shù)預(yù)處理合成纖維表面，獲得親水性表面可吸附堿液，再在非水介質(zhì)環(huán)境中，使用水溶性的多巴胺或其衍生物對(duì)合成纖維進(jìn)行表面改性。應(yīng)用該方法可以實(shí)現(xiàn)多巴胺或其衍生物在合成纖維上的均勻沉積，時(shí)間短，對(duì)多巴胺或其衍生物的利用率高，且普適性強(qiáng)。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種在非水介質(zhì)環(huán)境中的多巴胺或其衍生物在合成纖維表面快速沉積的方法，包括以下步驟：
(1)(1)對(duì)合成纖維織物進(jìn)行親水性處理。
(2)對(duì)步驟(1)中處理過的所述合成纖維織物用堿性溶液進(jìn)行浸泡預(yù)處理，控制合成纖維織物的帶液率為50％-200％，待用。
(3)另取多巴胺或其衍生物并加入到非水介質(zhì)中，充分?jǐn)嚢?，使多巴胺或其衍生物在介質(zhì)中均勻分散。
(4)將步驟(2)中處理過的合成纖維織物浸入到步驟(3)的所述非水介質(zhì)中，攪拌，其中非水介質(zhì)的用量為合成纖維織物重量的5-50倍，溫度為15-50℃，30-120min后拿出織物，沖洗后烘干。
本發(fā)明先對(duì)合成纖維進(jìn)行親水性處理，使合成纖維表面產(chǎn)生羥基等活性基團(tuán)，從而獲得親水性表面可吸附堿液，再在非水介質(zhì)環(huán)境中，使用水溶性的多巴胺或其衍生物對(duì)合成纖維進(jìn)行表面改性。應(yīng)用該方法可以實(shí)現(xiàn)多巴胺或其衍生物在合成纖維上的均勻沉積，時(shí)間短，對(duì)多巴胺或其衍生物的利用率高，且普適性強(qiáng)。
優(yōu)選地，所述合成纖維織物的材質(zhì)為聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯纖維、聚氨酯纖維中的一種或多種。
優(yōu)選地，步驟(1)中，所述親水性處理為：用等離子體進(jìn)行處理，等離子體氣氛為氧氣或氦氣，處理時(shí)間為1-10min。
本發(fā)明利用等離子體技術(shù)預(yù)處理合成纖維表面，使合成纖維表面產(chǎn)生羥基等活性基團(tuán)，從而獲得親水性表面可吸附堿液。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述堿性溶液為三(羥甲基)氨基甲烷溶液，濃度為1-10g/l。
優(yōu)選地，所述堿性溶液中包含有氧化劑，所述氧化劑總濃度為10-100g/l。
優(yōu)選地，所述氧化劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀或雙氧水中的至少一種。
氧化劑的作用是：當(dāng)多巴胺或其衍生物快速靠近纖維表面，并溶解到纖維所攜帶的堿液中時(shí)，能夠促進(jìn)其氧化固著，能夠進(jìn)一步提高多巴胺或其衍生物與纖維表面之間的附著力和在纖維上的負(fù)載率。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述非水介質(zhì)為非水溶性烷烴或環(huán)狀甲基硅氧烷。
優(yōu)選地，步驟(3)中，所述多巴胺或其衍生物為包含化學(xué)結(jié)構(gòu)
優(yōu)選地，所述多巴胺或其衍生物中的r為氨基、羧基和羥基中的一種。
優(yōu)選地，所述多巴胺或其衍生物與非水介質(zhì)重量比為1∶10-100。
本發(fā)明還公開了一種紡織品，經(jīng)過上述任一所述方法處理。
與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明方法改性條件溫和，普適性強(qiáng)，可適用于各類常見的合成纖維。
2.本發(fā)明方法改性時(shí)間較短，可在30-120min(現(xiàn)有技術(shù)為18-24h)即可完成合成纖維的表面修飾。
3.本發(fā)明方法能顯著提高多巴胺或其衍生物的吸附速率和利用率。所使用的水溶性多巴胺或其衍生物有明顯的聚集/吸附到具有一定帶液率的織物表面的趨勢(shì)，快速靠近纖維表面，并溶解到纖維所攜帶的堿液中，氧化固著。
4.本發(fā)明方法在非水介質(zhì)中完成改性，多巴胺或其衍生物大部分時(shí)間分散在非水介質(zhì)中，不和堿性水介質(zhì)接觸，有效抑制其在溶液中的聚合。
5.本發(fā)明方法所使用的介質(zhì)與水互不相溶，不溶解多巴胺或其衍生物，且具有良好的穩(wěn)定性，因此可重復(fù)利用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
1)將1g滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理2min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的滌綸織物用6g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和20g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚恚刂茙б郝蕿?50％左右，備用；
3)將0.1g多巴胺加入到10ml正己烷中，攪拌，懸液待用；
4)將步驟(1)中處理過的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的25倍)中，室溫下攪拌30min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
實(shí)施例2
1)將1g錦綸織物用氦氣等離子氣氛處理10min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的錦綸織物用6g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和50g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?0％左右，備用；
2)將0.1g多巴胺加入到10ml環(huán)己烷中，攪拌，懸液待用；
3)將步驟(1)中處理過的純棉織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的30倍)中，室溫下攪拌60min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性錦綸織物。
實(shí)施例3
1)將1g聚丙烯無紡布用氧氣等離子氣氛處理5min
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的聚丙烯無紡布用6g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和100g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?00％左右，備用；
2)將0.1g多巴胺加入到10ml十甲基環(huán)五硅氧烷中，攪拌，懸液待用；
3)將步驟(1)中處理過的聚丙烯無紡布浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的35倍)中，室溫下攪拌90min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性聚丙烯無紡布。
實(shí)施例4
1)將1g含3％氨綸的滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理8min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的含氨綸的滌綸織物用6g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和100g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?00％左右，備用；
2)將0.1g多巴胺加入到10ml正己烷中，攪拌，懸液待用；
3)將步驟(1)中處理過的含3％氨綸的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的20倍)中，室溫下攪拌90min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性含氨綸的滌綸織物。
實(shí)施例5
1)將1g滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理1min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的滌綸織物用5g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和50g/l的過硫酸鉀混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?50％左右，備用；
3)將0.1g多巴胺加入到20ml環(huán)己烷中，攪拌，懸液待用；
4)將步驟(1)中處理過的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的50倍)中，50℃下攪拌30min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
實(shí)施例6
1)將1g滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理5min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的滌綸織物用10g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和100g/l的過雙氧水混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?0％左右，備用；
3)將0.1g多巴胺加入到100ml十甲基環(huán)五硅氧烷中，攪拌，懸液待用；
4)將步驟(1)中處理過的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的5倍)中，15℃下攪拌120min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
實(shí)施例7
1)將1g滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理6min；
2)將步驟1)中經(jīng)等離子體處理過的滌綸織物用1g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和30g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚恚刂茙б郝蕿?50％左右，備用；
3)將0.1g多巴胺加入到50ml正己烷中，攪拌，懸液待用；
4)將步驟(1)中處理過的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的30倍)中，室溫下攪拌60min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
實(shí)施例8
1)用親水性改性試劑對(duì)1g滌綸織物進(jìn)行親水性處理；
2)將步驟1)中經(jīng)親水性處理過的滌綸織物用6g/l三(羥甲基)氨基甲烷溶液和20g/l的過硫酸銨混合溶液進(jìn)行處理，纖維充分溶脹后進(jìn)行一浸一軋?zhí)幚?，控制帶液率?50％左右，備用；
3)將0.1g多巴胺加入到10ml正己烷中，攪拌，懸液待用；
4)將步驟(1)中處理過的滌綸織物浸入步驟(2)的非水介質(zhì)(質(zhì)量為織物的25倍)中，室溫下攪拌30min；懸液變清，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
對(duì)比例1
1)將1g滌綸織物用氧氣等離子氣氛處理2min；
2)將0.1g多巴胺溶解到6g/ltris和20g/l的過硫酸銨混合溶液中，備用；
3)將步驟(1)中處理過的滌綸織物進(jìn)入(2)的溶液中，室溫下攪拌24h，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性滌綸織物。
對(duì)比例2
1)將1g錦綸織物用氧氣等離子氣氛處理10min；
2)將0.1g多巴胺溶解到6g/ltris和50g/l的過硫酸銨混合溶液中，備用；
3)將步驟(1)中處理過的純棉織物進(jìn)入(2)的溶液中，室溫下攪拌10h，取出織物，用清水沖洗3遍，晾干，即得改性錦綸織物。
下表為實(shí)施例1-2和對(duì)比例1-2的多巴胺利用率對(duì)比，從表中數(shù)據(jù)對(duì)比可知，在非水介質(zhì)中，實(shí)施例1-2的多巴胺利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)比例1-2。
本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。