1.本发明涉及织物表面改性技术领域，具体指一种超亲水-超疏油自愈合织物及其制备方法。
背景技术：2.超亲水-超疏油织物有着非常广泛的应用前景。近年来，水质的油污染现象受到越来越多的关注，如何把油水进行分离，已经成为越来越迫切的问题。超疏水-超亲油织物已经被广泛用于油水分离，但是这类织物容易被污染，而且一般油的密度小于水，水层容易阻隔油层透过。超亲水-超疏油织物可以有效解决这个问题，在重力作用下，水透过织物，而油被织物所阻止，从而达到油水分离的目的。在自清洁领域，被油渍污染的超亲水-超疏油织物浸入到水中时，由于超疏油的性质，油层与界面不是紧密粘附，其超亲水性会使水潜入到织物与油层的界面处，潜入的水层会轻而易举地将油污从织物表面上剥离，从而达到清洁的目的。
3.如专利申请号为cn201910102432.6(公布号为cn109825179a)的发明专利《一种水性超亲水超疏油涂料及其制备方法和应用》在室温下将水性氟碳表面活性剂、聚醚改性有机硅流平剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入反应釜中搅拌；接着加入亲水性气相二氧化硅纳米颗粒和硅微粉搅拌；最后加入水性树脂搅拌。该方法可以实现空气中超亲水超疏油，且简单易行，避免了有机溶剂的使用，只使用水做溶剂。上述水性超亲水超疏油涂层可应用于油水混合物的过滤处理。
4.尽管如此，该领域仍然存在一些尚未解决的问题。超亲水-超疏油涂层的牢固度不是很理想，容易受到外界物理或化学的破坏而失去此特性，从而影响其使用寿命。
技术实现要素：5.本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够提高使用寿命的超亲水-超疏油自愈合织物的制备方法。
6.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述制备方法制得的超亲水-超疏油自愈合织物。
7.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种超亲水-超疏油自愈合织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
8.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将壳聚糖溶解于醋酸溶液中；
9.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入capstone fs-60，然后加入三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
10.(3)将多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱内常温均匀搅拌8-24小时；
11.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中，在80～120℃下加热15～30分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。
12.优选地，步骤(1)中，所述醋酸溶液的浓度为1～3wt％。
13.优选地，步骤(1)中，所述壳聚糖的加入量为1～5wt％。
14.优选地，步骤(1)中，所述壳聚糖的脱乙酰度为85％～95％，分子量为20～150万。
15.优选地，步骤(2)中，所述capstone fs-60的加入量为1～3wt％。
16.优选地，步骤(2)中，所述三聚磷酸钠的加入量为1～5wt％。
17.优选地，步骤(3)中，所述多巴胺的加入量为1～5wt％。
18.优选地，步骤(3)中，所述紫外箱的设定参数为：254/365nm，50～100mw cm-2
。
19.优选地，步骤(4)中，所述织物在步骤(3)制得的溶液中浸泡1～5分钟后进行加热。
20.本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种采用上述制备方法制得的超亲水-超疏油自愈合织物。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：
22.(1)制备方法采用水基的方式，环保安全；
23.(2)在织物表面形成了聚多巴胺微胶囊，可以使亲水-疏油化合物缓慢释放的方式实现自愈合的性质，与传统方法相比，自愈合的循环次数较多，效果较好；
24.(3)采用多巴胺作为粘附介质，其具有普适性粘附的特性，适用于广泛的基材。
附图说明
25.图1为本发明实施例1所制得的超亲水-超疏油织物的接触角及自愈合前后接触角。
具体实施方式
26.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
27.实施例1：
28.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将3wt％壳聚糖(脱乙酰度为90wt％，分子量为50万)溶解于浓度为2wt％的醋酸溶液中；
29.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入2wt％capstone fs-60，然后加入3wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
30.(3)将2wt％多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱(365nm，50mw cm-2
)内常温均匀搅拌12小时；
31.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中3分钟，然后100℃加热20分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。
32.实施例2：
33.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将1wt％壳聚糖(脱乙酰度为85wt％，分子量为20万)溶解于浓度为1wt％的醋酸溶液中；
34.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入1wt％capstone fs-60，然后加入1wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
35.(3)将1wt％多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱(254nm，100mw cm-2
)内常温均匀搅拌8小时；
36.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中1分钟，然后80℃加热15分钟，即得到所需的
超亲水-超疏油自愈合织物。
37.实施例3：
38.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将5wt％壳聚糖(脱乙酰度为95wt％，分子量为150万)溶解于浓度为3wt％的醋酸溶液中；
39.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入3wt％capstone fs-60，然后加入5wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
40.(3)将5wt％多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱(254nm，100mw cm-2
)内常温均匀搅拌24小时；
41.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中5分钟，然后120℃加热30分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。
42.实施例4：
43.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将1wt％壳聚糖(脱乙酰度为85wt％，分子量为20万)溶解于浓度为1wt％的醋酸溶液中；
44.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入1wt％capstone fs-60，然后加入1wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
45.(3)将5wt％多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱(365nm，50～mw cm-2
)内常温均匀搅拌24小时；
46.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中5分钟，然后120℃加热30分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。
47.实施例5：
48.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将5wt％壳聚糖(脱乙酰度为95wt％，分子量为150万)溶解于浓度为3wt％的醋酸溶液中；
49.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入3wt％capstone fs-60，然后加入5wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
50.(3)将1wt％多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱(365nm，80mw cm-2
)内常温均匀搅拌8小时；
51.(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中1分钟，然后80℃加热15分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。
52.比较例1：
53.(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将3wt％壳聚糖(脱乙酰度为90wt％，分子量为50万)溶解于浓度为2wt％的醋酸溶液中；
54.(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入2wt％capstone fs-60，然后加入3wt％三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；
55.(3)配制浓度为2wt％的多巴胺水溶液，并将织物浸入该多巴胺水溶液中，在紫外箱(365nm，50mw cm-2
)内常温均匀搅拌12小时，然后将织物取出晾干；
56.(4)将步骤(3)处理后的织物浸入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中3分钟，然后100℃加热20分钟，即得到处理后的织物。
57.注：上述capstone fs-60(商品名)为由杜邦公司生产的水性阴离子表面活性剂。
58.实施例1～5所制得织物的润湿性质和透气性如表1所示。
59.表1：
[0060][0061]
实施例1和比较例1所制得织物的自愈合性质如表2所示。
[0062]
表2：
[0063][0064][0065]
注：
[0066]
(1)自愈合处理方法，即在破坏后的织物表面滴加蒸馏水至表面润湿，然后放入烘箱100℃加热30分钟；
[0067]
(2)洗涤测试：按照aatcc61-2006 no.2a标准测试；
[0068]
(3)耐磨测试：按照astm d4966标准测试。
[0069]
实施例1所制得的超亲水-超疏油织物的接触角及自愈合前后接触角如图1所示。
[0070]
由表1～2和图1可以看出：
[0071]
(1)原样的织物具有超亲水-超亲油的性质，实施例1～5制得的织物具有超亲水-超疏油的性质，同时处理后的织物其透气性不受影响，处理后的织物在受到洗涤和摩擦破坏后，表面润湿性质被破坏，变成超亲水-亲油，但是在自愈合处理后，织物又恢复超亲水-超疏油的状态；
[0072]
其工作原理如下：通过壳聚糖与三聚磷酸钠的正负电荷吸引形成壳聚糖纳米粒子，同时这种纳米粒子可以包裹亲水-疏油化合物(capstone fs-60)进入内部；然后加入多巴胺，多巴胺在紫外光的作用下会在水溶液中聚合，形成聚多巴胺微胶囊。此微胶囊可以包裹壳聚糖纳米粒子，同时其表面也可以链接游离的亲水-疏油化合物(capstone fs-60)，最终借助pda的普适性粘附特性，将pda微胶囊粘附在织物表面。
[0073]
当织物表面的亲水-疏油性质受到物理或化学的破坏后，只需要用蒸馏水润湿和加热即可恢复亲水-疏油的性质，原因在于：蒸馏水的ph值在7左右，渗入到纳米粒子后，可以降低壳聚糖分子中阳离子的电荷密度，从而使原来交联的壳聚糖纳米粒子中的阳离子与阴离子部分解离，疏松的纳米粒子结构可以释放亲水-疏油化合物(capstone fs-60)至pda微胶囊；加热作用下，亲水-疏油化合物(capstone fs-60)的布朗运动加速，可以快速迁移至材料表面，与pda中的活性基团键接，从而赋予表面亲水-疏油性质。
[0074]
(2)通过对比实施例1和比较例1可以发现，虽然在第一次处理后和第一次自愈合后都可以达到超亲水-超(高)疏油的状态，但是实施例1在第十次自愈合后还是保持超亲水-超疏油的状态，而比较例1在第二次自愈合后就变成超亲水-疏油，到第十次自愈合后变成了超亲水-亲油的状态；
[0075]
这是因为实施例1形成了负载壳聚糖纳米粒子的聚多巴胺微胶囊，此微胶囊可以缓慢释放亲水-疏油化合物(capstone fs-60)至基材表面，实现较多次数的自愈合。而比较例1只是在织物表面修饰了聚多巴胺涂层，然后用聚多巴胺涂层粘附壳聚糖纳米粒子，壳聚糖纳米粒子在自愈合过程中会过量释放亲水-疏油化合物(capstone fs-60)至基材表面，造成了亲水-疏油化合物(capstone fs-60)大量流失，所以自愈合效果较差。
技术特征：1.一种超亲水-超疏油自愈合织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将壳聚糖溶解于醋酸溶液中；(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入capstone fs-60，然后加入三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；(3)将多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱内常温均匀搅拌8-24小时；(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中，在80～120℃下加热15～30分钟，即得到所需的超亲水-超疏油自愈合织物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述醋酸溶液的浓度为1～3wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述壳聚糖的加入量为1～5wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述壳聚糖的脱乙酰度为85％～95％，分子量为20～150万。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述capstone fs-60的加入量为1～3wt％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述三聚磷酸钠的加入量为1～5wt％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述多巴胺的加入量为1～5wt％。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述紫外箱的设定参数为：254/365nm，50～100mw cm-2
。9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述织物在步骤(3)制得的溶液中浸泡1～5分钟后进行加热。10.一种采用权利要求1至9中任一权利要求所述的制备方法制得的超亲水-超疏油自愈合织物。
技术总结本发明公开了一种超亲水-超疏油自愈合织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：(1)配制壳聚糖醋酸溶液：将壳聚糖溶解于醋酸溶液中；(2)配制超亲水-超疏油溶液：在步骤(1)配制的壳聚糖醋酸溶液中加入Capstone FS-60，然后加入三聚磷酸钠，常温下均匀搅拌；(3)将多巴胺加入步骤(2)配制的超亲水-超疏油溶液中，在紫外箱内常温均匀搅拌8-24小时；(4)将织物浸入步骤(3)制得的溶液中，在80～120℃下加热15～30分钟。本发明还公开了一种采用该制备方法制得的超亲水-超疏油自愈合织物。与现有技术相比，本发明的超亲水-超疏油自愈合织物能够提高使用寿命。高使用寿命。高使用寿命。
技术研发人员：符思达 徐之光
受保护的技术使用者：嘉兴学院
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/7/5
