一種光觸媒再生纖維素纖維的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種功能性纖維素纖維的制備方法，具體地說，涉及一種具有光觸媒功能的再生纖維素纖維的制備方法，屬于纖維技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，新型建筑材料、裝修和裝飾材料等大量進入人們的生活和生產中，醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等揮發性有機物(V0C)也成為室內空氣污染的主要物質，極大地威脅著人類的健康生活。這些有害物質會對人的皮膚、呼吸道及內臟造成損害，降低人體免疫力，長期接觸還會引發癌癥，甚至會導致基因突變。如果這些有害物質不及時清除掉，會對人們的健康產生極為不利的影響，因此安全環保材料的開發對人們的生活具有非常重要的意義。
[0003]光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱，其氧化能力強，化學性質穩定，價廉易得，無毒無害，成為目前世界上最當紅的納米光觸媒材料。光觸媒在光的照射下，自身不發生化學變化，卻可以產生類似光合作用的光催化反應。當其吸收太陽光或其他光源中的能量后，粒子表面的電子被激活，逸離原來的軌道，同時表面生成帶正電的空穴。逸出的電子具有強還原性，空穴則具有強氧化性，兩者與空氣中的水氣反應后會生成活性氧和氫氧自由基，這些氧化力極強的自由基，能降解對人體或環境有害的污染物、臭氣、細菌等，使其降解為穩定且無害的水和二氧化碳。
[0004]雖然關于光觸媒材料的研究較多，但目前還未見其在再生纖維素纖維行業應用的報道。現有產品中，光觸媒在紡織品上的應用多為噴涂和后整理兩種方法，公開號為CN101897482A的專利公開了一種光觸媒防護服的制作方法，該方法是把光觸媒噴涂到基層布料上，烘干后，裁剪、縫合，制作成型。公開號為CN102767074A的專利公開了光觸媒面料的制備方法，該方法是用光觸媒整理劑對面料進行后整理，使光觸媒材料固定在織物層的表面。
[0005]現有技術中直接將光觸媒整理劑用噴涂法或后整理法對面料進行后整理，存在以下不足:
(1)光觸媒材料在織物上穩定性差，容易脫落或磨損且不耐洗滌，功能持久性差，且會影響紡織品的服用性能；
(2)不能兼顧物理機械性能、紡織加工性能和服用性能好;常規粘膠纖維的吸濕透氣性好、穿著舒適的特點；光觸媒氧化分解揮發性有機物(V0C)能力強，功能持久性好三方面的特點。

【發明內容】

[0006]本發明為解決現有技術中存在的問題，提供一種光觸媒再生纖維素纖維，本發明還提供該纖維的制備方法。
[0007]本發明的發明目的為: (1)本發明制備的光觸媒再生纖維素纖維，穩定性好，不易脫落，耐洗滌，功能持久；
(2)本發明制備的纖維具有良好的物理機械性能、紡織加工性能和服用性能，且保留常規粘膠纖維的吸濕透氣性好、穿著舒適的特點，同時具備光觸媒氧化分解揮發性有機物(VOC)能力強、功能持久性好的優點；
(3)本發明制備的光觸媒再生纖維素纖維，具有對醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明顯的分解作用，凈化空氣污染物的功能。
[0008]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
一種光觸媒再生纖維素纖維的制備方法，其特征在于:包括制備光觸媒乳液、纖維素紡絲粘膠的制備、制備光觸媒共混紡絲液。
[0009]以下是對上述技術方案的進一步改進:
所述制備光觸媒乳液，將納米二氧化鈦光觸媒助劑加入堿液中，加入分散劑，研磨攪拌30min，然后進行超聲波分散10?30min，充分分散均勻，得到二氧化鈦質量濃度為2?15%的光觸媒乳液漿料。
[0010]所述分散劑，為六偏磷酸鈉、硅烷偶聯劑、CMC、海藻酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和0P210中的一種或多種復合。
[0011 ]所述分散劑的加入量為光觸媒助劑重量的0.2?5%。
[0012]所述納米二氧化鈦光觸媒助劑，粒徑為<200nm。
[0013]所述堿液，為氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液的濃度為10?110g/l。
[0014]所述纖維素紡絲粘膠的制備，所述紡絲粘膠中甲纖含量為7%?10%，含堿4%?7%。
[0015]所述制備光觸媒共混紡絲液，將制得的光觸媒乳液，按照其中的光觸媒含量相對紡絲粘膠中甲纖0.2?5wt %的加入量，加入到紡絲粘膠中，制備出均勻共混粘膠。
[0016]由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
(1)本發明制備的光觸媒再生纖維素纖維，具有對醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明顯的分解作用，凈化空氣污染物功能；
(2)本發明通過將納米二氧化鈦光觸媒助劑制備成光觸媒乳液后添加到粘膠紡絲液中，有效地解決了現有技術中直接將光觸媒整理劑用噴涂法或后整理法對面料進行后整理存在的光觸媒穩定性差、容易脫落以及不耐洗滌、功能性差等問題。本發明制備的光觸媒再生纖維素纖維，是用光觸媒助劑與粘膠均勻共混法制備的再生纖維素纖維，光觸媒助劑在纖維內部均勻分布，在降解揮發性有機物的過程中，光觸媒本身不會發生變化和損耗，在光的照射下可以持續不斷的凈化污染物，具有穩定性好，不易脫落，耐洗滌等優點；按GB/T12490-2007中的試驗條件AIM進行洗滌10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法進行測試后，對醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等揮發性有機物(V0C)的光催化去除率為30-60% ；
(3)由于本發明的光觸媒助劑是用堿液分散后加入到粘膠中，因此其在粘膠纖維中分散性好，與粘膠纖維混合均勻，制得的纖維素纖維，干斷裂強度為2.15-2.38cN/dteX，濕斷裂強度為1.15-1.35cN/dteX，不僅具有良好的物理機械性能、紡織加工性能和服用性能，還保留了常規粘膠纖維的吸濕透氣性好、穿著舒適的特點，同時具備了光觸媒氧化分解揮發性有機物(V0C)能力強，功能持久性好的優點，應用更為廣泛，具有很好的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0017]以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]實施例1一種光觸媒再生纖維素纖維的制備方法包括以下步驟:
(1)制備光觸媒乳液
將粒徑為< 200nm的納米二氧化鈦光觸媒助劑加入到10g/l的堿液中，加入光觸媒助劑重量0.2%的海藻酸鈉進行分散，研磨攪拌30min，然后進行超聲波分散lOmin，充分分散均勻，得到質量濃度為2%的光觸媒乳液漿料。
[0019](2)纖維素紡絲粘膠的制備
采用纖維素漿柏為原料，經過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素粘膠溶液，然后再經溶解、脫泡和過濾步驟制得紡絲粘膠;所述紡絲粘膠中甲纖含量為7%?10%，含堿4% ?7% ο
[0020](3)制備光觸媒共混紡絲液
將步驟(1)制得的光觸媒乳液，按照其中的光觸媒含量相對紡絲粘膠中甲纖0.2wt %的加入量，采用紡前注射技術加入到步驟(2)所述紡絲粘膠中，制備出均勻的共混紡絲液。
[0021](4)紡絲及后處理:將上述共混紡絲液，經由95g/l的硫酸、8g/l的硫酸鋅和305g/l的硫酸鈉組成的凝固浴中紡絲成型，凝固浴溫度為38°C。絲束牽伸工藝為:噴絲頭牽伸42%，盤間牽伸30%，塑化牽伸10%，然后經過后處理步驟制得1.67dtex X 38mm的光觸媒再生纖維素纖維，質量指標為:干斷裂強度2.18cN/dtex，濕斷裂強度1.35cN/dtex，按GB/T12490-2007中的試驗條件AIM進行洗滌10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法進行測試后，對醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等揮發性有機物(V0C)的光催化去除率為30%。
[0022]實施例2—種光觸媒再生纖維素纖維的制備方法包括以下步驟:
(1)制備光觸媒乳液
將粒徑為< 200nm的納米二氧化鈦光觸媒助劑加入到50g/l的堿液中，加入光觸媒助劑重量1%的硅烷偶聯劑進行分散，研磨攪拌30min，然后進行超聲波分散15min，充分分散均勻，得到質量濃度為6%的光觸媒乳液漿料。
[0023](2)纖維素紡絲粘膠的制備
采用纖維素漿柏為原料，經過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化步驟制得纖維素粘膠溶液，然后再經溶解、脫泡和過濾步驟制得紡絲粘膠;所述紡絲粘膠中甲纖含量為7%?10%，含堿4% ?7% ο
[0024](3)制備光觸媒共混紡絲液
將步驟(1)制得的光觸媒乳液，按照其中的光觸媒含量相對紡絲粘膠中甲纖^^%的加入量，采用紡前注射技術加入到步驟(2)所述紡絲粘膠中，制備出均勻的共混紡絲液。
[0025](4)紡絲及后處理:將上述共混紡絲液經由102g/L的硫酸、10.5g/L的硫酸鋅和310g/L的硫酸鈉組成的凝固浴中紡絲成型，凝固浴溫度為40°C。絲束牽伸工藝為:噴絲頭牽伸45%，盤間牽伸32%，塑化牽伸8%，然后經過后處理步驟制得1.67dtexX 38mm的光觸媒再生纖維素纖維，質量指標為:干斷裂強度2.21cN/dteX，濕斷裂強度1.28cN/dteX，按GB/T12490-2007中的試驗條件AIM進行洗滌10次后，再按照GB/T23761-2009中的方法進行測試后，對醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物等揮發性有機物(VOC)的光催化去除率為45%。
[0026]實施例3—種光觸