真丝织物的抗皱抗菌整理研究

时间:2015-04-11 10:46:52 来源: 点击量:

真丝绸织物因其特有的性能而被称为“纤维皇后”。但是,随着科学技术的不断发展,各种化学纤维、人造纤维不断涌现,其性能也越来越接近甚至超过真丝。而真丝存在着自身无法克服的缺点,如泛黄、易皱,而且在耐摩擦性和洗涤免烫等方面都不及合纤,所以关于真丝绸的抗皱、抗泛黄等方面的后整理仍然是真丝织物研究的主要方向。
本研究在分析丝绸抗皱整理技术现状和微波在高分子材料领域应用研究状况的基础上,在微波辐射下用丙三醇缩甘油醚对真丝织物进行接枝共聚,再用壳聚糖溶液对真丝织物进行处理,以期开发出多功能、高性能、高附加值的真丝织物。
1 实验
1.1 实验材料
12102 练白真丝双给(63.759/m2)、氯化钠、丙酮、丙三醇缩水甘油醚(662环氧稀释剂)、氢氧化钠、壳聚糖(脱乙酞度85%) 、冰乙酸、过氧化氢。
1.2 实验方法
1.2.1 微波辐照接枝丙三醇缩水甘油醚
真丝双绉织物经皂粉洗涤数次除去附着在织物表面的油渍及杂质,水洗温度60℃,时间30min,水洗干净后室温晾干。将经过复练的真丝双给织物剪成450(经 )x40(纬)mm的样条,并撕去边纱,于45℃下干燥30min后称重。样条干重为1.59。
NaC I为引发剂,用量为真丝织物干重的3%,晾干后用注射器定量抽取用丙酮稀释后的丙三醇缩水甘油醚,均匀涂布于试样,再将试样平铺在微波炉中进行微波辐照处理。75℃下用丙酮回流Zh洗去均聚物,再水洗数遍,45℃下干燥30min,称重。
1.2.2 壳聚糖的降解
采用常温下H2O2法降解壳聚糖的方法。取2g壳聚糖将其剪碎,溶于1%醋酸溶液中,配成含1%壳聚糖溶液200mL,取每份100mL,在30℃恒温状态下缓慢加入10%的双氧水,分别反应60min及120min后,调节pH值为
7.5一8,过滤,收集沉淀,洗涤并将滤液在50℃下减压浓缩,用乙醇沉淀、洗涤、冷冻干燥,得到白色水溶性样品。
1.2.3 整理工艺
本实验选取了4个因子:经丙三醇缩水甘油醚处理后不同接枝率、壳聚糖质量分数、醋酸质量分数及壳聚糖分子量,这4个因素对真丝织物各项物理机械性能及抗菌率的影响,设计了L的8次方(4x2的4次方)正交实验。因子水平如表1所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

本研究采用壳聚糖醋酸溶液对经过前一道工序处理的真丝织物(即在微波辐照下接枝丙三醇缩水甘油醚的真丝织物)进行二浸二轧的后整理方法。
整理工艺 :用质量分数分别为0.25%和0.5%的壳聚糖醋酸溶液处理真丝织物(醋酸质量分数为1%、2%;壳聚糖分子量为4000、2500)-二浸二轧(轧余率85%一90%)~80℃下预烘2min~160℃下焙烘2.5min。
2 结果与分析
2.1 抗皱效果
正交试验条件下真丝织物接枝率与弹性回复角、断裂强力及白度的测试数据见表2。从表2中可以看出,随着接枝率的增加,真丝织物的急、缓弹性回复角均逐渐增加,而断裂强力与织物原样相比也有所增加,但随着急、缓弹性回复角的增加,织物的断裂强力又逐渐下降。这是由于丙三醇缩水甘油醚在丝素非晶区内与氨基酸的极性侧基发生接枝交联反应,减少了非结晶区内氢键的断裂及基本结构单元的相对位移,所以织物的急弹性回复角及缓弹性回复角得到提高,真丝织物的抗皱性能增加。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根据极差数据分析可知,反应条件对真丝织物急弹性回复角的影响大小为:辐照强度>施加单体质量分数>是否存在引发剂>辐照时间,可见微波辐照强度对真丝织物的急弹性回复角至关重要。同时由极差分析可知,反应条件对真丝织物缓弹性回复角的影响大小为:施加单体质量分数>辐照强度>是否存在引发剂>辐照时间。综合分析实验结果,可以得到微波辐照下真丝织物接枝丙三醇缩水甘油醚的最优工艺为:在有引发剂条件下,施加单体的质量分数为30%,微波辐照强度为中低火,辐照时间为60s。
2.2 弹性回复角与白度的关系
由图1 、图2可以看出,经过接枝的真丝织物白度略有下降,这是因为在微波辐照下接枝丙三醇缩水甘油醚到真丝织物的大分子链上会破坏丝素分子中的酪氨酸、组氨酸、苯丙氨酸,使它们的含量减少,这些带有芳香支链的氨基酸如色氨酸、酪氨酸、组氨酸、苯丙氨酸及脯氨酸的多肤结构发生断裂,会生成含有黄色素的裂解产物,因此接枝后的真丝织物白度降低。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 壳聚糖的抗菌性能
由表3 中的正交试验结果可以看出,分子量小于4000的壳聚糖在不同工艺条件下处理真丝织物,真丝织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、酵母菌都有较好的抗菌能力,抗菌率达到95%以上,对酵母菌的抗菌率最强,可达到98.8%,对金黄色葡萄球菌抗菌率最低,最低为89.5%。酵母菌为真菌,其抗菌机理与细菌的不同,壳聚糖分子中的氨基可以与真菌的细胞膜结合,使细胞膜受到损伤,导致菌体内重要的代谢物如低分子量中间物与辅酶渗出,真菌因而死亡。
由表4 可以看出,不同工艺条件下织物经过30次水洗后,抗菌率发生了下降。这是由于部分物理吸附在真丝织物上的壳聚糖因缺乏牢固的化学交联,在洗涤的过程中脱去,从而引起织物抗菌率降低,整理织物的抗菌率还能达到80%左右,比未整理的真丝织物抗菌效果要好,说明壳聚糖确实与织物发生一定程度的交联反应。
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3 结论
(1) 微波辐照接枝丙三醇缩水甘油醚后的真丝织物,急、缓弹性回复角均有明显提高,约为50度。
(2 )壳聚糖整理后的织物对酵母菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有良好的抗菌效果,抗菌率达到90%以上。
(3) 经过复合工艺处理的真丝织物具有良好的抗菌性和较好的物理机械性能。

作者: 黄 晨 , 项 伟 , 许 云 辉 , 王 红 , 张 璐

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