一种高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜及其制备方法与流程

本发明涉及废弃蚕丝再利用，特别涉及一种高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着纺织工业的快速发展和消费升级，废旧纺织品的产生量逐年递增，其中废旧蚕丝制品和废旧氨纶面料占比较高。蚕丝作为天然蛋白质纤维，具有优异的生物相容性和舒适性，但其废弃后传统的填埋、焚烧处理方式不仅造成资源浪费，还会产生环境污染。氨纶作为一种高弹性合成纤维，广泛用于弹性织物中，但其化学性质稳定、降解困难，回收利用难度较大。因此，如何实现废旧蚕丝和废旧氨纶的高效回收与高值化再利用，已成为纺织废弃物资源化利用领域亟待解决的技术难题。

2、如中国发明专利申请cn103879120a（公开日期：2014年6月25日）公开了基于废弃茧丝原料的丝蛋白纳米纤维雾霾防护产品，其生产工艺流程为：从废蚕丝中提取丝蛋白，并制得丝蛋白膜；功能性丝蛋白纺丝液的制备；无喷头高速静电纺制备多元结构丝蛋白纳米纤维膜；常规纺织面料与丝蛋白纳米纤维膜的在线复合。它利用从废弃茧丝中提取的丝蛋白溶液，添加功能性物质制备复合纺丝液，通过无喷头高速静电纺丝技术和在线复合技术，对茧丝绸加工中的废丝进行深度开发利用，研制开发出具有多孔、串珠结构等多元结构的纳米级丝蛋白纤维膜，利用多孔、串珠结构提高纤维的比表面积、增大纤维对微细颗粒的吸附能力、提高透气性，使产品对雾霾、pm2.5等被污染的空气具有高效防护功能。但其原料仅涉及废旧蚕丝单一组分，未涉及含氨纶的复合纺织废弃物的回收利用，且其功能填料体系单一，产品功能集中于雾霾颗粒过滤，未能同时实现抗紫外与凉感舒适性的多功能集成。

3、又如中国发明专利申请cn117947574a（公开日期：2024年4月30日）公开了一种用于辐射冷却的二氧化钛类流体醋酸纤维素静电纺丝膜及其制备方法，本发明先采用离子交换法制备二氧化钛类流体，用二氧化钛类流体改性醋酸纤维素，用静电纺丝的方法制备出了用于日间辐射冷却的醋酸纤维素二氧化钛类流体复合纤维薄膜。二氧化钛类流体改变了醋酸纤维素结构，大幅度增强复合纤维膜的机械强度和辐射制冷效能。由于二氧化钛类流体的高焓变，高太阳光反射率反射率和吸收紫外光的特性，制成的织物在太阳直射下会和人体皮肤间产生较大的温度差，达到较好的辐射制冷效果。但其采用全新醋酸纤维素而非废旧纺织回收料，且仅涉及单一功能填料，未形成针对抗紫外和导热凉感双重需求的多组分协同填料体系。

4、综上所述，现有技术中仍存在原料上仅涉及废旧蚕丝单一组分或全新高分子材料，未能实现废旧蚕丝与废旧氨纶双组分废弃物的同步回收与高值化利用；功能改性方面，填料体系单一，未能形成针对抗紫外与导热凉感双重需求的多组分协同改性体系等不足。

技术实现思路

1、针对上述不足，本发明提供一种高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

2、s1:废旧蚕丝分散溶液制备：去除废旧蚕丝织物中的杂质，烘干后裁剪为蚕丝碎片，将蚕丝碎片与六氟异丙醇（hfip）混合，用行星式球磨机进行球磨，得到蚕丝分散溶液，所述蚕丝碎片的质量为蚕丝碎片和六氟异丙醇混合物总质量的0.3~0.5%；

3、s2:氨纶溶液制备：将废旧氨纶纤维与六氟异丙醇混合，22~30℃磁力搅拌4~10 h，制得均匀稳定的氨纶溶液；

4、s3:复合纺丝液配制：将蚕丝分散溶液与氨纶溶液混合，其中，所述蚕丝分散溶液的质量为蚕丝分散溶液与氨纶溶液总质量的30%~50%，向蚕丝分散溶液与氨纶溶液中加入功能填料tio2、bn、sunsafe c-30nd、queenlight cl-7s后磁力搅拌至各组分均匀分散，得到复合纺丝液；

5、s4:静电纺丝成膜：将复合纺丝液装入注射器，固定于静电纺丝机，采用铝箔包覆滚筒接收，22~26℃条件下静电纺丝，沉积成膜后通风干燥去除残留的六氟异丙醇溶剂，得到废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜。

6、进一步的，所述步骤s1中去除废旧蚕丝织物中的杂质具体为：使用25~35℃温水持续清洗30 min以去除废旧蚕丝织物中的杂质。

7、进一步的，所述步骤s1中的烘干温度为70~85℃；碎片为边长0.3~0.6cm的方形。

8、进一步的，所述步骤s1中所述行星式球磨机研磨条件为500~700 r/min转速下研磨6~9 h。

9、进一步的，所述步骤s2中所述废旧氨纶纤维的质量为废旧氨纶纤维和六氟异丙醇混合物总质量的8~12%。

10、进一步的，所述步骤s3中蚕丝分散溶液质量优选为蚕丝分散溶液与氨纶溶液总质量的50%。

11、进一步的，所述步骤s3中所述复合纺丝液各组分质量配比为：氨纶溶液和蚕丝分散溶液的质量比为1:1，tio2为1~3 wt%，bn为1~3 wt%，sunsafe c-30nd为0.5~2.5 wt%，queenlight为cl-7s 0.5~2.5 wt%。

12、进一步的，所述步骤s4中静电纺丝的条件为纺丝电压为15~25 kv，推进速度为0.1~0.2 mm/min，针头与接收滚筒的距离为65~80 mm，滚筒转速200~400 r/min。

13、本申请还提供一种上述制备方法制备的高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜，所述复合纳米纤维膜具有连续交错的纤维网络结构，所述纤维网络结构内部为孔隙结构，所述纳米纤维的平均直径为500~1000 nm，所述孔隙的平均孔径为4~8 um；所述复合纳米纤维膜中还包含功能填料，所述功能填料分散于所述纤维网络结构内部。

14、进一步的，所述复合纳米纤维膜中的凉感系数为0.100~0.165 j/(cm²·s)，upf值为4500~5100。

15、相比于现有技术，本申请的优点和效果如下：

16、1、现有技术仅涉及废旧蚕丝单一组分或全新高分子材料，本申请以废旧蚕丝与废旧氨纶双废弃物为共同原料，通过球磨细化与溶剂复配溶解技术实现双组分的同步回收与重构，拓宽了废旧纺织品的回收利用范围。

17、2、现有技术采用单一或双元功能填料，功能较为单一，本申请采用tio2、bn、sunsafe c-30nd、queenlight cl-7s四元功能填料实现紫外屏蔽与导热凉感的双重功能的集成。

18、3、现有技术中高含量填料易导致团聚、孔隙堵塞及力学性能衰减，本申请通过精准调控四元填料梯度配比与分散，在保证纤维网络连续完整、孔隙结构规整的前提下实现填料均匀分散，避免了团聚与孔隙堵塞问题。

19、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

20、根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

1.一种高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中去除废旧蚕丝织物中的杂质具体为：使用25~35℃温水持续清洗30 min以去除废旧蚕丝织物中的杂质。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的烘干温度为70~85℃；碎片为边长0.3~0.6 cm的方形。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中所述行星式球磨机研磨条件为500~700 r/min转速下研磨6~9 h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中所述废旧氨纶纤维的质量为废旧氨纶纤维和六氟异丙醇混合物总质量的8~12%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中蚕丝分散溶液质量优选为蚕丝分散溶液与氨纶溶液总质量的50 %。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中所述复合纺丝液各组分质量配比为：氨纶溶液和蚕丝分散溶液的质量比为1:1，tio2为1~3 wt%，bn为1~3 wt%，sunsafe c-30nd为0.5~2.5 wt%，queenlightcl-7s为0.5~2.5 wt%。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中静电纺丝的条件为纺丝电压为15~25 kv，推进速度为0.1~0.2 mm/min，针头与接收滚筒为65~80 mm，滚筒转速200~400 r/min。

9.一种根据权利要求1~8所述制备方法制备的高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜，其特征在于，所述复合纳米纤维膜具有连续交错的纤维网络结构，所述纤维网络结构内部为孔隙结构，所述纳米纤维的平均直径为500~1000 nm，所述孔隙的平均孔径为4~8um；所述复合纳米纤维膜中还包含功能填料，所述功能填料分散于所述纤维网络结构内部。

10.根据权利要求9所述的高抗紫外凉感废旧蚕丝/氨纶复合纳米纤维膜，其特征在于，所述复合纳米纤维膜中的凉感系数为0.100~0.165 j/(cm²·s)，upf值为4500~5100。