氧化石墨烯/壳聚糖静电层层自组装锦氨面料整理的研究

张思雨 赵立环

(天津工业大学纺织科学与工程学院 天津 300000)

一、氧化石墨烯的结构与性能

截至目前，氧化石墨烯是在所有被发现的材料中最为牢固且薄的，具有优秀的电、热、光传导性能。GO保留着石墨烯的6个碳原子骨架结构，使其保留着石墨烯原有的诸多优良性能[1]。许多羟基、羧基等含氧官能团插入于GO薄片边缘，这些含氧官能团使其具有化学稳定性、生物相容性、分散性、表面活性以及亲水性等优良性质，拓宽了氧化石墨烯在光学、电学、力学等领域的应用[2]。

在处理污染方面，GO是一种绿色、高效、环保的吸附剂，GO拥有优异的表面积，且使用成本低、操作简单，有较多亲水性基团，对有机染料有良好的吸附效果。在聚合物应用方面，GO可以将聚合物改性，提高其电学、力学、光学性能、从而大大提高聚合物应用范围。在电化学方面，GO有良好的亲水性和优异的比表面积，且既可以与其他物质发生物理吸附，又可以通过键合与其他碳材料紧密连接，因此可以作为电容器中的电极使用[3]。

二、壳聚糖的结构与性能

壳聚糖分子中存在许多羟基、乙酰基、氨基等基团，这些集团可以形成氢键，使壳聚糖的结晶度较高、理化性质稳定。由于游离的氨基和羟基等极性分子存在于壳聚糖分子，使得具有极强的吸湿性。此外，良好的缓释性、生物可降解性、吸水亲水性和生物相容性也是壳聚糖所具有的优势，这些优势让其成为目前应用较多的药物传输载体。基于以上性能，使得壳聚糖在食品、农林、造纸、生物医学、化妆品等许多方面都有广泛的应用[4]。

三、静电层层自组装法整理锦氨面料

静电层层自组装法整理织物是利用了聚电解质溶液中带有相反电荷的氧化石墨烯与交替沉积制备聚电解质自组装多层膜，在固/液界面中发生交替沉积，层层缔结，形成牢固的膜，这种方法整理织物的厚度可控并且吸附量较高，但是稳定性较差。整理后的织物具有良好的抗菌性、抗静电性[5]、导电性[6]等多种优良性能，固对锦氨面料的整理具有重要意义。

1.静电层层自组装锦氨面料的整理

(1)将锦氨织物裁剪成5cm×5cm布样，因锦纶在酸性条件下带正电，在进行组装前可用 PH 为 4～6 醋酸溶液进行浸泡，洗涤；

(2)配制2mg/ml的氧化石墨烯溶液，先超声分散30min，然后倒入培养皿中；

(3)将壳聚糖溶胀于2%的冰乙酸溶液中，并配制成2mg/ml的溶液，倒入培养皿中；

(4)使用带负电荷的氧化石墨烯2mg/ml溶液对织物进行浸渍，浸渍时间20min，采用蒸馏水进行3次洗涤，在鼓风烘箱中进行60℃烘干。

(5)使用带有正电荷的壳聚糖2mg/ml溶液中对织物进行浸渍，浸渍时间20min，采用蒸馏水进行3次洗涤，在鼓风烘箱中进行60℃烘干。

(6)以上就是一个双分子层 GO/CS 膜静电组装的完整过程，重复以上操作，即可制得多层膜锦氨织物样品。

2.锦氨面料外观形貌的表征

氧化石墨烯、壳聚糖在织物上的负载量随着整理层数的增加而增加，在织物表面观察到颜色的加深，由此可判断出氧化石墨烯、壳聚糖已被成功整理于织物表面，见图1。并且通过扫描电子显微镜微观结构图2可以观察到在织物纤维表面和间隙存在膜状的氧化石墨烯和壳聚糖薄片。

一层 两层 三层 四层 五层

图2 SEM：GO、CS静电层层自组装锦氨织物

四、结论与展望

近年来，因锦氨面料优异的力学性能被广泛应用于服装、医疗、国防等方面，为增强该面料的物理化学性能对其进行相应的改性，静电层层自组装整理锦氨织物可明显观察到随着整理层数的增加织物表面的氧化石墨烯、壳聚糖的负载量增加，但是也存在一些需要解决的问题：(1)对后整理织物进行抗静电、抗菌测试；(2)提高氧化石墨烯、壳聚糖在织物表面的均匀度；(3)提高氧化石墨烯、壳聚糖与织物的结合牢度。