一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，該方法包括以下步驟：應用無皂乳液聚合法制備單分散聚苯乙烯微球乳液；利用溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠；將上述制備的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至60-70℃，攪拌30min，得到納米復合乳液；將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止2-5h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。該制備方法簡單，易操作，制備的結構色無需任何染料，有利于環(huán)境保護。
【專利說明】一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及蠶絲織物仿生著色領域，具體的涉及一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法。
【背景技術】
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[0002]蠶絲是熟蠶結繭時所分泌絲液凝固而成的連續(xù)“長纖維”，也成“天然絲”，是一種天然纖維。蠶絲是自然界中最輕最柔最細的天然纖維，撤消外力后可輕松恢復原狀，內胎不結餅，不發(fā)悶，不縮攏，均勻柔和，可永久免翻使用。而蠶絲織物由于其外觀優(yōu)雅、穿著舒適、柔軟而廣受人們的喜愛。隨著人們生活水平的提高和對環(huán)保意識的增強，人們對蠶絲織物的追求并不僅僅局限于其美觀舒適，環(huán)保、健康也是蠶絲織物的重要發(fā)展方向。
[0003]眾所周知，蠶絲織物染色的主要途徑是通過在蠶絲織物上施加有色物質產生顏色。近幾年來，傳統(tǒng)染色工藝對水資源的大量消耗和造成的環(huán)境污染已受到人們廣泛的關注，因此，研究與開發(fā)生態(tài)環(huán)保的新型印染技術成為重中之重。在自然界中，許多生物體以特殊的物理結構來產生顏色，被稱之為結構生色。結構色的產生無需使用染料和顏料等化學著色劑，其實質是特殊組織結構對光的色散、散射、干涉和衍射等選擇性反射現(xiàn)象產生的視覺效果。光子晶體結構色是自然界中普遍存在的一種結構色。這種自然結構色具有高亮度、高飽和度和虹彩現(xiàn)象等特性，吸引了較多的研究者。
【發(fā)明內容】
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[0004]本發(fā)明提供了一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，該制備方法簡單，易操作，制備的結構色無需任何染料，有利于環(huán)境保護。
[0005]本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)應用無皂乳液聚合法制備單分散聚苯乙烯微球乳液；
[0008](2)利用溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠；
[0009](3)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至60-70°C，攪拌30min，得到納米復合乳液；
[0010](4)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止2_5h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0011]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(I)中制備單分散聚苯乙烯微球乳液的具體步驟為:
[0012](al)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水,通氮氣攪拌1min ；
[0013](bl)將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸銨加入四口燒瓶中，緩慢升溫至80°C，回流 30min ；
[0014](cl)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流5-10h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0015]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(al)中所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二燒基硫酸納中的一種或兩種混合。
[0016]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(bl)中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸銨的質量比為15:1:1.
[0017]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(Cl)中所述緩慢升溫速率為5°C /min。
[0018]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(2)中所述溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠的具體步驟為:
[0019](a2)取鈦酸四丁酯溶解在環(huán)己烷和三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ；
[0020](b2)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應12_24h，得到二氧化鈦溶膠；
[0021]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(a2)中鈦酸四丁酯、環(huán)己烷、三乙胺的體積比為1:5:15。
[0022]作為上述技術方案的優(yōu)選，步驟(b2)中，反應時間為24h。
[0023]與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:其通過無皂乳液聚合法制備出單分散聚苯乙烯微球乳液，利用溶劑熱法制備出單分散的二氧化鈦溶膠，聚苯乙烯微球表面的活性官能團和二氧化鈦表面的羥基、羧基，通過氫鍵作用、正負電荷吸附或靜電吸引力相鍵合。將得到的納米復合乳液吸附在蠶絲織物表面，在自然干燥的過程中，納米微球遵循體系能量最低原理在蠶絲織物表面自組裝規(guī)則的光子晶體結構。處理后的蠶絲織物可以從不同角度觀察到表面顏色的變化，從而簡單的實現(xiàn)織物的顏色，并可在有色織物表面實現(xiàn)更豐富的色彩，同時二氧化鈦具有優(yōu)異的光學性能，因而具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
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[0024]為了加深對本發(fā)明的理解，下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0025]實施例1
[0026](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水，通氮氣攪拌1min ；
[0027](2)將苯乙烯15g、甲基丙烯酸甲酯lg、丙烯酸銨Ig加入四口燒瓶中，并以5°C /min的速度升溫至8(TC,回流30min ；
[0028](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流5h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0029](4)取ImL鈦酸四丁酯溶解在5mL環(huán)己烷和15mL三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ；
[0030](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應12h，得到二氧化鈦溶膠；
[0031](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至60°C，攪拌30min，得到納米復合乳液；
[0032](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止2h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0033]實施例2
[0034](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水，通氮氣攪拌1min ；
[0035](2)將苯乙烯7.5g、甲基丙烯酸甲酯0.5g、丙烯酸銨0.5g加入四口燒瓶中，并以5°C /min的速度升溫至80°C,回流30min ；
[0036](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流10h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0037](4)取2mL鈦酸四丁酯溶解在1mL環(huán)己烷和30mL三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ；
[0038](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應24h，得到二氧化鈦溶膠；
[0039](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至70°C，攪拌30min，得到納米復合乳液；
[0040](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止5h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0041]實施例3
[0042](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水，通氮氣攪拌1min ；
[0043](2)將苯乙烯30g、甲基丙烯酸甲酯2g、丙烯酸銨2g加入四口燒瓶中，并以5°C/min的速度升溫至8(TC,回流30min ；
[0044](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流6h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0045](4)取3mL鈦酸四丁酯溶解在15mL環(huán)己燒和45mL三乙胺的混合溶液里,并滴加油酸，攪拌30min ；
[0046](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應15h，得到二氧化鈦溶膠；
[0047](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至62°C,攪拌30min,得到納米復合乳液；
[0048](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止3h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0049]實施例4
[0050](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水,通氮氣攪拌1min ；
[0051](2)將苯乙烯3g、甲基丙烯酸甲酯0.2g、丙烯酸銨0.2g加入四口燒瓶中，并以5°C /min的速度升溫至80°C,回流30min ；
[0052](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流7h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0053](4)取鈦酸四丁酯ImL溶解在環(huán)己燒5mL和三乙胺15mL的混合溶液里,并滴加油酸，攪拌30min ；
[0054](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應17h，得到二氧化鈦溶膠；
[0055](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至64°C，攪拌30min，得到納米復合乳液；
[0056](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止4h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0057]實施例5
[0058](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水,通氮氣攪拌1min ；
[0059](2)將苯乙烯4.5g、甲基丙烯酸甲酯0.3g、丙烯酸銨0.3g加入四口燒瓶中，并以5°C /min的速度升溫至80°C,回流30min ；
[0060](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流8h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0061](4)取0.5mL鈦酸四丁酯溶解在2.5mL環(huán)己烷和7.5mL三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ；
[0062](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應19h，得到二氧化鈦溶膠；
[0063](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至66°C,攪拌30min,得到納米復合乳液；
[0064](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止3h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
[0065]實施例6
[0066](I)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水,通氮氣攪拌1min ；
[0067](2)將苯乙烯6g、甲基丙烯酸甲酯0.4g、丙烯酸銨0.4g加入四口燒瓶中，并以5°C /min的速度升溫至80°C,回流30min ；
[0068](3)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流9h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
[0069](4)取1.5mL鈦酸四丁酯溶解在7.5mL環(huán)己烷和22.5mL三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ；
[0070](5)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應21h，得到二氧化鈦溶膠；
[0071](6)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至68°C，攪拌30min，得到納米復合乳液；
[0072](7)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止4h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
【權利要求】
1.一種具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)應用無皂乳液聚合法制備單分散聚苯乙烯微球乳液； (2)利用溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠； (3)將上述得到的單分散聚苯乙烯微球乳液和二氧化鈦溶膠混合，攪拌均勻，并緩慢升溫至60-70°C，攪拌30min，得到納米復合乳液； (4)將預處理后的蠶絲織物浸入在制備的納米復合乳液中，室溫靜止2-5h，取出蠶絲織物，室溫環(huán)境下自然干燥，得到具有光子晶體結構色的蠶絲織物。
2.如權利要求1所述之具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，其特征在于:步驟(I)中制備單分散聚苯乙烯微球乳液的具體步驟為: (al)在四口圓底燒瓶中加入含有乳化劑的去離子水，通氮氣攪拌1min ； (bl)將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸銨加入四口燒瓶中，緩慢升溫至80°C，回流30min ； (Cl)加入引發(fā)劑過硫酸鉀，升溫至90°C，回流5-10h，得到單分散聚苯乙烯微球乳液。
3.如權利要求2所述之制備單分散聚苯乙烯微球乳液的方法，其特征在于:步驟(al)中所述乳化劑為十~■燒基苯橫酸納和十~.燒基硫酸納中的一種或兩種混合。
4.如權利要求2所述之制備單分散聚苯乙烯微球乳液的方法，其特征在于:步驟(bl)中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸銨的質量比為15:1:1。
5.如權利要求2所述之制備單分散聚苯乙烯微球乳液的方法，其特征在于:步驟(Cl)中所述緩慢升溫速率為5°C /min。
6.如如權利要求1所述之具有光子晶體結構色的蠶絲織物的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠的具體步驟為: (a2)取鈦酸四丁酯溶解在環(huán)己烷和三乙胺的混合溶液里，并滴加油酸，攪拌30min ； (b2)將上述混合溶液轉移至水熱釜，150°C下反應12-24h，得到二氧化鈦溶膠。
7.如權利要求6所述之溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠的方法，其特征在于:步驟(a2)中鈦酸四丁酯、環(huán)己烷、三乙胺的體積比為1:5:15。
8.如權利要求6所述之溶劑熱法制備二氧化鈦溶膠的方法，其特征在于:步驟(b2)中，反應時間為24h。
【文檔編號】D06M15/233GK104233802SQ201410504874
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】周繼東 申請人:蘇州印絲特紡織數(shù)碼科技有限公司