壳聚糖/柠檬酸对棉织物的防皱防臭整理-纺织技术中心

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壳聚糖/柠檬酸对棉织物的防皱防臭整理

来源：印染在线　发布时间：2012年01月02日

摘要：将壳聚糖与柠檬酸用于棉织物的防皱防臭整理。讨论了柠檬酸、壳聚糖和催化剂浓度以及焙烘温度对织物折皱回复角及白度的影响，并对棉织物防臭性能的影响因素进行了分析。试验结果表明，采用0.5％的分子量为3000的壳聚糖、10％的柠檬酸混合液整理，可使棉织物获得较好的防皱防臭性能。

关键词：壳聚糖；柠檬酸；防皱整理；防臭整理；棉织物

棉织物因具有透气透湿，穿着舒适等优点而备受人们的青睐，但其弹性差，易起皱等缺点使得其成衣档次难以提高。另外，棉织物极易附着微生物，且附着的微生物在适宜条件下大量繁殖而易产生臭味。这些问题可通过功能性后整理的途径来解决。随着人民生活水平的逐渐提高，对卫生保健及自身生活环境要求越来越高，要求对面广量大的棉织物进行防臭整理的呼声也越来越强烈了。

壳聚糖含有大量的氨基和羟基，氨基可以吸附细菌，和细胞壁的阴离子结合，阻碍细胞壁的生物合成，从而达到抗菌防臭的效果。壳聚糖经多元羧酸的桥联作用可以结合在纤维上[1]。多元羧酸对于棉织物的耐久免烫整理已应用于生产中。因此，预计将壳聚糖和多元羧酸共同作用于棉织物的整理，可赋予其多功能性。在本文中，我们将壳聚糖与柠檬酸同浴整理棉织物，主要讨论了壳聚糖、柠檬酸的浓度以及焙烘温度对织物整理效果的影响，并且对整理前后的织物进行了性能测试。

1 实验部分

1.1 材料及仪器

材料：纯棉府绸，14.6tex×14.6tex，经纬密为110×90；分子量约3000的壳聚糖（浙江金壳生物化学有限公司）；柠檬酸；次亚磷酸钠；三乙醇胺。皆为分析纯试剂。

仪器：立式压染树脂机、连续式定形烘干机M-tenter（厦门瑞比精密机械有限公司）。

1.2 整理工艺

将棉织物在含有壳聚糖、柠檬酸和催化剂的整理液中浸渍，二浸二轧（轧液率95％），然后在定形烘干机上预烘（90℃，3min）和焙烘（180℃，90s）。

1.3 测试方法

抗皱性能：按照GB 3819—1997标准《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》中垂直法测试，并以经向和纬向的缓弹回复角之和作为试样的折皱回复角。

白度：在UltraScan PRO测色仪（美国HtmterLab公司）上测定试样的L、a、b值（Hunter表色体系），采用D。光源和10°观察角。亨特白度（w1）用式（1）计算。

WI=100-[（100-L2）+a2+b2]1/2 （1）

羧基含量：采用电导滴定法测定[2]。将试样用去离子水充分水洗至电导率恒定，然后自然晾干，在干燥箱中于105℃烘2h，迅速称其干重（m）；再把试样剪成小块，用0.1mol/L的盐酸浸渍20min（浴比1：50），然后用去离子水抽滤水洗至洗液中不含氯离子。把抽滤水洗好的试样投入到含有0.5 mL 0.1 mol/LHCl、5mL 0.1 mol/LNaCl的500 mL去离子水溶液中，再用浓度为0.02 mol/L的NaOH溶液滴定，每滴0.5 mL测定一次电导率；根据NaOH溶液体积和电导率的关系作图，如图1所示。应用外推法即可得到消耗的NaOH溶液体积（V2），然后做空白试验，得到中和空白滴定体系需要消耗的NaOH溶液体积（V1），按式（2）计算羧基含量，每个试样测三次，取平均值。

图1 NaOH溶液体积与电导率的关系

防臭性能：将整理织物放置在一定浓度c。的被测气体（氨气）的容器中，密闭放置1.5 h后，用气体检测管测定密闭容器中残留的被测气体浓度C1，按式（3）计算整理织物的气体消除百分率（PD）[3]。

2结果与讨论

2.1防皱整理的影响因素

2.1.1焙烘温度

焙烘温度是影响织物折皱回复角最主要的因素之一。图2表明，焙烘温度高，则折皱回复角就大。因为柠檬酸必须在足够高的温度下脱水形成环酐，然后在催化剂的作用下与棉纤维发生酯化反应，温度越高，酯化反应程度越高，故折皱回复角随温度增高而增大。但是温度的上升，织物泛黄严重，强力也随之降低[4]。因此，综合各项因素，焙烘温度定为180℃。

图2焙烘温度的影响

2.1.2催化剂浓度

次亚磷酸钠是一种较好的催化剂。图3所示，当次亚磷酸钠为6％时，折皱回复角和白度都较好。这是因为催化剂促进了纤维素羟基与羧酸的酯交联而使弹性上升，次亚磷酸钠同时也是一种弱还原剂，可以抑制柠檬酸分子内脱水而使白度提高[5]。

图3催化剂农度的影响

2.1.3柠檬酸浓度

用浓度为0.5％壳聚糖溶液与不同浓度柠檬酸混合，催化剂次亚磷酸钠浓度为6％，对织物进行整理。柠檬酸浓度对织物的折皱回复角、白度的影响见图4。从图中可看出，随着柠檬酸浓度的增加，织物的折皱回复角逐步增加，这是因为柠檬酸与棉纤维分别在低侧序区和中等测序区发生交联。但是随着柠檬酸浓度的增加也伴随着织物白度的下降，这是由于焙烘到一定温度，柠檬酸脱水产生乌头酸和衣康酸。

2.1.4壳聚糖浓度

将10％的柠檬酸与不同浓度壳聚糖混合，次亚磷酸钠浓度为6％，对织物进行整理。由图5可知，随着壳聚糖浓度的增加，织物的白度成逐渐下降的趋势，这是因为壳聚糖为黄色，浓度增加，白度自然也越来越低。织物的折皱回复角在壳聚糖浓度为0.5％时达到最大，这可能是因为分子量低的壳聚糖浓度较低时，在纤维内部有一定程度扩散可改变纤维内部结构，与纤维结合较紧密，限制了纤维分子之间的滑移，交联度增加，从而回弹性增加。当壳聚糖浓度过大时，就不易渗入纤维内部，易造成表面涂布现象，致使织物粗硬，缺乏弹性，从而织物折皱恢复性反而降低[6]。

图4 柠檬酸浓度对织物性能的影响

图5壳聚糖农度对织物性能的影响

2.2防臭整理的影响因素

2.2.1单独壳聚糖整理

从图6中可以看出，随着壳聚糖浓度的增加，棉织物的消臭率也增加。但当壳聚糖浓度达到一定数值后，消臭率的增加逐渐变得平缓。壳聚糖浓度为0.5％时，消臭率就接近极限。这可能是因为壳聚糖浓度较小时，能够较容易地与纤维结合，壳聚糖与氨气发生一定的化学反应或吸附，但当其浓度较大时，壳聚糖容易停留在纤维表面，经水洗后容易脱落，因此消臭率也就不随之增长了。

2.2.2壳聚糖与多元羧酸同浴整理

由图7可以看出，柠檬酸单独整理棉织物时，消臭率随着柠檬酸浓度的增加也逐渐增大，当其浓度为12％时，消臭率达到100％。这是因为柠檬酸浓度增加，织物上羧基的含量也增加，对氨气的吸收也相应增加。当整理液中加入0.5％的壳聚糖后，消臭率呈现明显增加的趋势，在柠檬酸浓度为6％时，消臭率就达到了100％，这说明壳聚糖的加入对织物的消臭率有很大的帮助。