本發明涉及功能面料領域，具體涉及一種聲波激勵振動的負離子面料及其制備方法。

背景技術：

1、負離子面料是一種新型的功能性紡織品，它通過在纖維中融入能夠釋放負離子的礦物質或通過后整理技術賦予面料釋放負離子的能力。負離子，即帶負電的氧離子，被認為對人體有益，能夠凈化空氣、改善呼吸、促進血液循環、緩解疲勞等。因此，負離子面料在健康紡織品領域受到了廣泛關注。

2、研究人員通過將天然礦物質(如電氣石、鍺石、珊瑚化石等)或人工合成的負離子發生材料嵌入纖維中，或通過后整理工藝將這些材料固定在織物表面，賦予面料釋放負離子的能力。這些材料在受到外界能量(如摩擦、溫度變化、濕度等)刺激時，能夠激發空氣中的水分子或氧分子，產生負離子。

3、隨著科技的進步，聲波能量轉換技術逐漸成為研究的新熱點。聲波作為一種機械波，具有能量傳遞的特性，當聲波作用于某些材料時，可以引起材料的機械振動，這種振動可以被轉換為電能或其他形式的能量。在負離子面料的研究中，聲波轉化為機械振動的技術為負離子的釋放提供了新的思路。例如，通過將聲波能量轉換材料與負離子發生材料結合，可以在聲波的作用下增強負離子的釋放效果。這種交叉學科的研究不僅拓寬了負離子面料的功能性，也為智能紡織品的發展提供了新的方向。未來，隨著聲波能量轉換技術的不斷成熟，其在負離子面料中的應用將更加廣泛，有望開發出更多具有健康促進功能的智能紡織品。

技術實現思路

1、要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種聲波激勵振動的負離子面料，該負離子面料采用可以在低頻聲波下將聲波轉化為機械振動，從而觸發面料中的納米負離子粉釋放負離子，尤其在低頻聲波的環境下，具有良好的負離子釋放能力。

2、技術方案：一種聲波激勵振動的負離子面料，所述負離子面料包括面料層和復合負離子釋放層，所述復合負離子釋放層包括靜電紡絲膜和負離子顆粒，所述靜電紡絲膜為聚酰亞胺靜電紡絲膜，所述負離子顆粒為包覆負離子粉的mof雜化材料。

3、在一實施方式中，所述聚酰亞胺靜電紡絲膜的孔隙率為40-60％。

4、本發明還提出一種聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，包括以下步驟：

5、s1.提供聚酰亞胺靜電紡絲液；

6、s2.提供含有負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液；

7、s3.將配制好的聚酰亞胺靜電紡絲液和含有負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液分別注入到注射器中，利用輥筒靜電紡絲裝置，并施加靜電場，同時以聚酰亞胺靜電紡絲液進行靜電紡絲和以含有負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液進行靜電噴霧，最后進行熱處理，得到復合負離子釋放層；

8、s4.將復合負離子釋放層和面料層復合，得到負離子面料。

9、在一實施方式中，所述步驟s1中聚酰亞胺靜電紡絲液由包括以下步驟的方法制備得到：

10、s11.將二氨基二苯醚溶解于dmf中，攪拌均勻，得到透明溶液；

11、s12.將透明溶液置于冰浴中，然后加入于二氨基二苯醚等摩爾的均苯四甲酸二酐，攪拌反應均勻，得到濃度為8-10wt％的paa前驅體溶液，即為聚酰亞胺靜電紡絲液。

12、在一實施方式中，所述步驟s2中含有負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液由包括以下步驟的方法制備得到：

13、s21.將納米負離子粉和亞微米級或微米級mofs金屬骨架加入至水中，攪拌分散均勻，得到分散液；

14、s22.將聚乙烯醇加熱溶液于水中，攪拌均勻，得到聚乙烯醇溶液；

15、s23.將分散液和聚乙烯醇溶液混合均勻，得到含負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液。在一實施方式中，所述步驟s3中靜電紡絲的參數為紡絲注射量為0.8-1ml，注射速率為0.6-1ml/h；靜電噴霧的參數為噴霧注射量為0.6-1ml/h，注射速率為0.5-1ml/h；輥筒靜電紡絲裝置中轉筒轉速為600-1200r/min，接受距離為10-15cm。

16、在一實施方式中，所述步驟s3中熱處理的梯度升溫程序為在100℃，200℃和300℃保持1-1.5h，升溫速率為分別為2-3℃/min、2-3℃/min、3-5℃/min。

17、在一實施方式中，所述步驟s21中納米級負離子粉和mofs金屬骨架的質量比為1-2:1。

18、在一實施方式中，所述步驟s23中靜電噴霧溶液中聚乙烯醇的濃度為6-10wt％，納米負離子粉在靜電噴霧溶液中的含量為0.7-1wt％。

19、在一實施方式中，所述步驟s21中mofs金屬骨架為mof-5。

20、有益效果：本發明負離子面料具有以下優點：

21、1.本發明中選用聚酰亞胺靜電紡絲膜作為聲波轉化機械振動的介質，并結合靜電紡絲-噴霧技術將包覆負離子粉的mof雜化材料錨定于聚酰亞胺納米纖維的表面，mofs和聚酰亞胺材料可以在低頻聲波下發生振動，因此在本發明制備的負離子釋放層在低頻聲波下既可以將聲波轉化為機械振動，并將負離子粉負載于mofs表面，通過納米纖維和mofs的協同作用，提高聲波的轉化效率，從而提高負離子的釋放能力，且在聚酰亞胺靜電紡絲膜的孔隙率在40-60％區間范圍內，具有較好的負離子釋放效果；

22、2.本發明中可通過聲波振動頻率可調，根據環境需求優化負離子釋放量，實現智能化控制；相較于傳統的機械摩擦或熱能激發方式，低頻聲波激勵振動技術無需額外能耗，且不會產生有害物質排放。這種綠色、環保的技術特點使得該面料在可持續發展方面具有顯著優勢，符合當前紡織品行業對環保和節能的要求；

23、3.本發明中靜電紡絲膜通過靜電紡絲工藝制備，具有納米級孔隙結構，能夠有效提高負離子顆粒的分散性和附著性，而mof雜化材料則通過包覆技術將負離子粉與mof材料結合，不僅增強了負離子的穩定性，還提升了其在面料中的均勻分布能力。這種結合方式使得負離子釋放更加均勻且持久，避免了傳統負離子面料中可能出現的局部濃度過高或釋放不均的問題。

技術特征：

1.一種聲波激勵振動的負離子面料，其特征在于：所述負離子面料包括面料層和復合負離子釋放層，所述復合負離子釋放層包括靜電紡絲膜和負離子顆粒，所述靜電紡絲膜為聚酰亞胺靜電紡絲膜，所述負離子顆粒為包覆負離子粉的mof雜化材料。

2.根據權利要求1所述的聲波激勵振動的負離子面料，其特征在于：所述聚酰亞胺靜電紡絲膜的孔隙率為40-60％。

3.一種如權利要求1或2所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中聚酰亞胺靜電紡絲液由包括以下步驟的方法制備得到：

5.根據權利要求3所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中含有負離子粉和mofs金屬骨架的靜電噴霧溶液由包括以下步驟的方法制備得到：

6.根據權利要求3所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中靜電紡絲的參數為紡絲注射量為0.8-1ml，注射速率為0.6-1ml/h；靜電噴霧的參數為噴霧注射量為0.6-1ml/h，注射速率為0.5-1ml/h；輥筒靜電紡絲裝置中轉筒轉速為600-1200r/min，接受距離為10-15cm。

7.根據權利要求1所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中熱處理的梯度升溫程序為在100℃，200℃和300℃保持1-1.5h，升溫速率為分別為2-3℃/min、2-3℃/min、3-5℃/min。

8.根據權利要求5所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s21中納米級負離子粉和mofs金屬骨架的質量比為1-2:1。

9.根據權利要求5所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s23中靜電噴霧溶液中聚乙烯醇的濃度為6-10wt％，納米負離子粉在靜電噴霧溶液中的含量為0.7-1wt％。

10.根據權利要求5所述的聲波激勵振動的負離子面料的制備方法，其特征在于：所述步驟s21中mofs金屬骨架為mof-5。

技術總結
本發明提供了一種聲波激勵振動的負離子面料，其特征在于：所述負離子面料包括面料層和復合負離子釋放層，所述復合負離子釋放層包括靜電紡絲膜和負離子顆粒，所述靜電紡絲膜為聚酰亞胺靜電紡絲膜，所述負離子顆粒為包覆負離子粉的MOF雜化材料。本發明中負離子面料采用可以在低頻聲波下將聲波轉化為機械振動，從而觸發面料中的納米負離子粉釋放負離子，尤其在低頻聲波的環境下，具有良好的負離子釋放能力。

技術研發人員：魏寧,李佳凌,倪樂芬,劉海波
受保護的技術使用者：吳江市鵬豪絲綢有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28