小分子量的壳聚糖分子不仅能在柞蚕丝织物表面
发布时间:2019-05-13 10:03:45

  随着人们生活水平的不断提高,绿色染整走进消费者的生活,天然纤维和经过绿色整理的纺织品成为人们的消费首选。壳聚糖是由存在于海洋节肢动物的外壳的甲壳质通过脱乙酰化而制得的,纯天然物质,具有很好的生物相容性,丰富的再生资源,壳聚糖作为绿色整理剂已日益被研究者们看重[1-9],柞蚕丝绸生产在我国历史悠久,被广大消费者视为名贵衣料。但柞蚕丝绸存在易折皱的弱点,尤其是湿弹性差,文章针对壳聚糖和柠檬酸对柞蚕丝织物湿弹性的整理效果进行探讨。

  柞蚕丝织物壳聚糖CS:食品级,脱乙酰度约90%,分子量约40万(上海博奥生物制品有限公司生产)、柠檬酸(CA)、醋酸(HAc)、次磷酸钠(SHP)三乙醇胺(TEA)、冰醋酸、渗透剂等。均为化学纯。

  用配好的2 g/L平平加O溶液浸泡5 min,将试样平铺平两层滤纸中间吸去水分,用100 g金属锤来回滚一次,用YG 541D型全自动数字式织物折皱弹性仪测试其湿折皱回复角。

  耐洗涤性能:整理后的织物用2 g/L洗衣粉溶液于40℃的条件下洗涤10 min,浴比1∶50,然后用清水冲洗干净, 80℃烘干,作为洗涤一次,洗涤若干次后,烘干后在大气中放置24 h后测定折皱回复角。

  将壳聚糖按1∶20 (W/V)比例加入2%的醋酸溶液中,待溶解完全后,转移至三口烧瓶中,水浴加热到75℃,在不断搅拌下按设定的R(过氧化氢与壳聚糖糖单元的摩尔比)滴加过氧化氢溶液, 60 min内滴加完。滴加后,再恒温反应5 h。反应结束后,用2 mol/L的氢氧化钠中和反应物至中性,冷却抽滤,收集沉淀,水洗数次,抽线柞蚕丝的CA和CS整理工艺

  室温20~22℃,相对湿度65% ~70%条件下,用含有不同浓度的CA的整理液处理柞蚕丝织物,结果如表1示, CA用量对折皱回复角的影响是明显的,随着CA用量的增加,折皱回复角也随则增大,即织物抗皱性能改善。可以看出,当CA浓度为8%是,其抗皱效果是最好的。但达到9%时,折皱回复角反而降低,这是因为柞蚕丝织物的与整理剂聚合物分子之间的交联程度随着CA用量的增加而增加,但用量高时,整理剂与纤维之间的反应太剧烈,再织物的表面形成较厚的整理层,从而降低了织物的回弹性,并且织物的白度逐渐下降,说明有不饱和双键的生成,经不同浓度CA和CS溶液整理织物的WCRA值均高, 8% CA的CS具有最大的增幅,以下试验中CA浓度均取8%。

  从表2中可看出, CS与CA的协同作用,使柞蚕丝织物的抗皱性能有很大的改善,随加入壳聚糖分子量由3×104到10×104的逐渐增大,柞蚕丝织物的湿弹性角逐渐减小;当壳聚糖分子量达到20×104时,其湿态折皱角比原样都小。原因是较大分子量的壳聚糖分子主要吸附在柞蚕丝织物表面形成交联,小分子量的壳聚糖分子不仅能在柞蚕丝织物表面,而且能进入柞蚕丝纤维间的空隙中,交联的效果相对更好。交联程度越高,越能限制分子间的相对滑移,越有利于回复,弹性越好;壳聚糖吸附在柞蚕丝织物表面,若分子量过大,在织物表面沉积成膜,降低了织物回弹性,膜越厚其回弹性越差。也由于壳聚糖在织物上的吸附交联,形成膜,织物断裂强力会有所降低。以下实验均选择3×104。

  柠檬酸与壳聚糖的协同作用通过表2可以看出,未加入CA或CS的整理液处理织物后,织物抗皱性能没得到多大改善。织物经整理液处理后, CA与CS共同作用,有如下反应发生的可能: CS与丝纤维的电性吸附; CS在丝纤维内部微隙、纤维表面的沉积和成膜;丝素的羧基与CS的氨基在高温下形成羧酸铵盐,进而酰胺化;通过酯化交联而固定在丝素上的CA与C发生酰胺化反应,增加了CS在丝素上的固着; C通过酯化交联在丝纤维无定形区形成网状结构; CA通过酯化反应在CS和丝素分子之间形成交联,增加了CS在丝素上的固着程度。单纯的CS或CA整理,可能发生的反应仅有其中的一项,所以抗皱效果不及CS、CA共同作用的整理方案好[3]。

  由表3可以看出,随着壳聚糖浓度的增加,织物的折皱回复角和断裂强力均略有所提高,而白度有所下降,当壳聚糖浓度大于0. 05%后,其折皱回复角的增幅折皱回复角和断裂强力均略有所提高,而白度有所下降,当壳聚糖浓度大于0. 05%后,其折皱回复角的增幅不大。这是因为在高温焙烘下的柠檬酸和壳聚糖的整理中,壳聚糖能与丝纤维发生电性吸附,能在丝纤维内部微隙和纤维表面形成沉积和沉膜;丝素的羧基与壳聚糖的氨基在高温下形成了羧酸铵盐,进而酰胺化;而通过酯化交联而固定在丝素上的柠檬酸能与壳聚糖发生酰胺化反应,增加了壳聚糖在丝纤维上的固着,所以折皱回复角及强力有所提高。由于所用壳聚糖略带黄色,因而随着用量增加,织物白度也有所下降。综合考虑,壳聚糖浓度以0. 05%为宜。

  按耐洗性能的测定条件对整理前后的织物皂洗30次,测定各项性能指标,结果见表4。防皱整理后的织物经皂洗,折皱回复角虽然有所下降,但仍比原样高,其他性能指标变化不大。说明经整理后的丝织物有较好的耐洗性。

  在柞蚕丝织物抗皱整理中,经过壳聚糖的柠檬酸溶液整理液处理后的柞蚕丝织物的湿弹性能得到很大提高。当CS分子量为3×104左右时,柞蚕丝织物的湿弹性能得到更大的提高;随CS分子量的增加,其湿弹性降低;柞蚕丝的CA和CS整理工艺为CS浓度为0.05%,柠檬酸浓度为8% ,三乙醇胺浓度为2%,次磷酸钠浓度为7% , CS分子量为3×104,焙烘温度170℃,时间2 min,渗透剂浓度2 mL/L。

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