CN115637590A - 一种超强超耐磨棉织物的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超强超耐磨棉织物的制备方法及应用，包括：将棉织物进行前处理后，在热封端异氰酸酯水溶液中浸润，而后干燥，再浸渍于多元醇中，控制带液率，最后在高温下处理，清洗烘干后即得。本发明采用涂层整理技术，在棉纤维表面接枝上聚氨酯分子层，增加纤维间抱合力，并在织物表面形成一层保护膜，有助于提高织物强度和耐磨性，操作简便，节能环保。
Description
技术领域
本发明属于高性能纺织制品技术领域，特别涉及一种超强超耐磨棉织物的制备方法及应用。
背景技术
棉纤维作为天然纤维素纤维，产量高、可再生，是最主要的纺织工业原料，其纤维制品吸湿保温、柔软舒适，具有优异的服用性能，在纺织服装领域应用广泛。当前，轻便透气、易加工、可一体成型的飞织鞋面成为热门，常采用涤纶长丝制备，但吸湿性较差不舒适；而棉纤维是生产飞织鞋面的理想材料，但存在耐磨性差、不防水等问题，若能有效改善其耐磨性和疏水性，使飞织鞋面达到耐磨耐穿、透气舒适、轻量柔软、吸湿排汗、防水防污等性能，将有效提升飞织鞋面的使用寿命和防水性能，拓展飞织鞋面的应用范围，提升其附加值。
涂层整理法能赋予织物功能性，操作简单方便，但存在高分子与纤维之间结合牢度差、易脱落的问题。热塑性聚氨酯(TPU)是由异氰酸酯和多元醇共同反应聚合而成的高分子材料，其分子结构由刚性嵌段和柔性链段交替构成，具有卓越的高强度、高韧性、耐磨、耐水和耐老化的特性，是一种成熟的环保材料。。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将棉织物进行前处理，而后置于热封端异氰酸酯水溶液中，于30～40℃下浸润，取出后干燥处理，形成试样A；
步骤2，将试样A在于30～40℃下浸入到多元醇中处理，烘干，形成试样B；
步骤3，试样B在高温下处理，热封端异氰酸根(—NCO)被激活，与棉纤维中的羟基、多元醇中的羟基发生反应，在棉织物表面形成聚氨酯分子层；清洗干燥后即得超强超耐磨棉织物。
所述步骤1中棉织物前处理具体为：将棉织物浸渍于烧碱溶液中处理，随后脱去碱液置于烘箱中低温烘干，得到洁净棉织物。
所述烧碱溶液的浓度为1～5wt％，所述处理时间为20～30min。
所述步骤1中热封端异氰酸酯水溶液的浓度为1～4wt％，浸润时间为20～40min，此条件下，热封端异氰酸根通过氢键和范德华力与棉纤维中的羟基连接，吸附在棉纤维表面。
所述步骤1中干燥处理温度为50℃～70℃，干燥时间为1～1.5h。
所述步骤2中的多元醇为聚酯或聚醚类，浓度为2～8wt％，带液率控制在10％～20％，此条件下，棉纤维中的羟基、多元醇中的羟基与热封端异氰酸根均通过氢键和范德华力连接，吸附在棉纤维表面。所述步骤2中的烘干温度为50℃～70℃，时间为2～2.5h。
所述步骤3中的高温为130～150℃，处理时间为20～40min。
利用本发明方法所制备的超强超耐磨棉织物可应用于飞织鞋面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在棉纤维表面接枝聚氨酯分子层，提高棉织物强力，增强棉织物耐磨性，集涂层优势与纺织品特性于一体，在基本不影响棉织物正常使用的前提下，制备了一种超强超耐磨的高性能纺织面料，且涂层与棉纤维结合紧密，不易脱落。
本发明仅仅采用TPU合成工艺对棉织物进行涂层整理，无需特殊设备，操作过程简化，大大节省了人力物力财力，并可实现产业化，获得更大的经济效益。
附图说明
图1为实施例1技术处理后扫描电子显微镜下的棉纤维；
图2为未经处理的棉纤维扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但所举实施例并不用于限制本发明的范围。
实施例1
将前处理后的洁净棉纱置于质量分数为3wt％的热封端异氰酸酯水溶液中，在40℃下浸润30min，而后在60℃下干燥1h，接着在质量分数为6wt％的多元醇中于40℃下浸润，控制带液率为10％，取出后在60℃烘箱中放置2h，然后在140℃下加热20min，最后清洗烘干。将经涂层整理后的棉纱进行扫描电子显微镜测试，发现棉纤维直径略有增加，且相邻纤维之间产生了一些粘合结构，说明棉纤维表面接枝上了聚氨酯分子层，形成保护层，说明本发明的加工技术有效。
实施例2
将前处理后的洁净棉织物置于质量分数为1wt％的热封端异氰酸酯水溶液中，在30℃下浸润30min，而后在60℃下干燥1h，接着在质量分数为2wt％的多元醇中于30℃下浸润，控制带液率为10％，取出后在60℃烘箱中放置2h，然后在140℃下加热20min，最后清洗烘干。
实施例3
将实施例1所用的洁净棉织物，浸渍于2wt％的热封端异氰酸酯水溶液中，在40℃下浸润30min，而后60℃下干燥1h，接着在40℃下浸润在多元醇中，质量分数为4wt％，控制带液率为15％，取出后在60℃烘箱中处理2h，最后在140℃下加热处理20min，最后用去离子水冲洗后脱水烘干。
实施例4
将实施例1所用的洁净棉织物，在40℃下浸渍于4wt％的热封端异氰酸酯水溶液中浸润30min，而后60℃下干燥1h，接着在40℃下浸润在多元醇中，质量分数为8wt％，控制带液率为20％，取出后在60℃烘箱中处理2h，最后在140℃下加热处理20min，最后用去离子水冲洗后脱水烘干。
以下引入测试例：
根据国家标准GB/T 21196-2007《纺织品马丁代尔法织物耐磨性的测定》，采用Y522N型织物耐磨仪进行测试。将未处理棉织物试样、实施例2-4试样，剪为半径为12cm的圆形，中间留小孔，进行耐磨性能测试，测试前质量为m0，磨损500次之后的质量为m2，磨损量的计算公式为：
记录第一根纱线断裂的摩擦次数为耐磨次数。
根据国家标准GB/T3923.1-2013，使用HD026N型电子织物强力机对未处理棉织物试样、实施例2-4试样进行测试，得到拉伸断裂强力，测试前先校准仪器，每种试样测5次并取平均值。
未处理棉织物试样、实施例2-4试样的性能对比如下表，发现经涂层整理后的棉织物强力和耐磨性显著增强，得到超强超耐磨棉织物，可用于飞织鞋面等。
表1耐磨性测试
表2强度测试
综上，本发明采用TPU涂层对棉织物进行处理，聚氨酯分子层通过氢键与棉纤维连接，结合紧密不易脱落，整理后的织物强度高、耐磨、防水、弹性好，同时能保持织物的服用特性；经TPU涂层整理后的棉织物，吸湿透气、柔软舒适、高强高耐磨、防水防雨；可制得好穿、耐穿且环保的飞织鞋。
Claims (8)
1.一种超强超耐磨棉织物的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）将棉织物进行前处理，然后置于热封端异氰酸酯水溶液中，于30~40℃下浸润，取出后干燥处理，得到试样A；
（2）将试样A在30~40℃下浸入到多元醇中处理，烘干，得到试样B；
（3）上述试样B在高温下处理后，热封端异氰酸根被激活，与棉纤维中的羟基、多元醇中的羟基发生反应，在棉织物表面形成聚氨酯分子层；清洗干燥后即得超强超耐磨棉织物。
2.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中棉织物前处理具体为：将棉织物浸渍于烧碱溶液中处理，烧碱溶液浓度为1~5wt%，处理时间为20~30min，随后脱去碱液置于烘箱中低温烘干。
3.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中热封端异氰酸酯水溶液的浓度为1~4wt%，浸润时间为20~40min。
4.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中干燥处理温度为50℃~70℃，时间为1~1.5h。
5.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的多元醇为聚酯或聚醚类，浓度为2~8wt%，带液率控制在10%~20%。
6.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的烘干温度为50℃~70℃，时间为2~2.5h。
7.根据权利要求1所述的一种超强超耐磨棉织物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的高温为130~150℃，处理时间为20~40min。
8.一种依据权利要求1至7中任一项所制备得到的超强超耐磨棉织物在飞织鞋面上的应用。
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