棉织物防皱整理属于化学整理,是靠整理剂来实现其目的的。现在常用的防皱免烫整理剂从环保性方面来看分为:有醛树脂、低甲醛树脂、超低甲醛树脂和无醛整理剂四类。前三类的生态指标或多或少不能令人满意,经整理的面料总会含有一定量的甲醛,但无醛整理剂的开发应用还不很广,目前世界上研究比较先进的是BTCA等,而它们不是一般的树脂,合成路线比较复杂,出产成本比较高,所以在国内甚至国际上使用都比较少。若能以壳聚糖作为防皱整理剂,甚或有免烫效果,则既能避免防皱整理的甲醛问题,又是原料易得、资源丰富、成本低廉的整理材料。因此本文探讨无毒无污染的壳聚糖的防皱整理性能,以期将壳聚糖作为无醛整理剂应用于防皱免烫整理。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,是甲壳素最基本、最重要的衍生物。甲壳素则是虾壳和蟹壳等动物外壳的主要成分,可广泛来源于水产工业产生的固体废弃物,是一类丰富廉价又无毒无害的天然生物资源。壳聚糖的分子结构与纤维素纤维相似,它们有很好的吸附和相容性。壳聚糖的羟基能形成众多的分子间氢键,成膜性强;当用一定的催化剂进行催化交联时,壳聚糖又能在纤维间产生共价交链,使其产生防皱免烫效果成为可能。天然壳聚糖的分子很大,不同分子量的壳聚糖的性质也有差异,因此要获得较好的防皱效果,应该将壳聚糖降解到一个适宜的程度。
1试验材料与仪器
1.1试验材料
织物:纯棉卡其
壳聚糖(青岛利中甲壳素公司);超低甲醛树脂PM-50、催化剂C-803(苏州联胜化学公司);NaH2PO4、MgCl2、醋酐、双氧水、冰乙酸(以上均为分析纯);渗透剂JFC(工业品);
1.2试验仪器
79-1型磁力加热搅拌仪(江苏金坛医疗仪器厂);
F&P MD定型烘干小样机(鹤山精湛染整设备有限公司);
MU504A型台式轧车(北京纺机机械有限公司);
YG541-4纺织折皱弹性仪(宁波纺织仪器厂);
YG033A织物撕裂仪(温州纺织仪器厂)
2试验方法
2.1壳聚糖整理
2.1.1 H2O2法降解壳聚糖
将壳聚糖加入2%-5%的醋酸溶液,在磁力加热搅拌仪上边搅拌边逐滴加入2%-6%的H2O2进行降解。
2.1.2不同分子质量壳聚糖的制备
采用L9(34)正交试验进行不同条件的壳聚糖降解,制得不同分子质量的壳聚糖溶液[4]。
表1 H2O2法降解壳聚糖因素水平表
因素 | H2O2浓度/% | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 乙酸浓度/% |
水平1 | 2 | 50 | 2 | 2.5 |
水平2 | 4 | 55 | 4 | 3.5 |
水平3 | 6 | 60 | 6 | 4.5 |
2.2整理工艺试验
工艺流程:配制整理液→二浸二轧(轧余率70%)→预烘(90℃×2.5min)→焙烘(150℃×3min)。
2.3整理织物的湿防皱性试验
工艺流程:配制整理液→二浸二轧(轧余率70%)→预烘(90℃×2.5min)→焙烘(150℃×3min)→皂洗(皂片2g/L,温度80℃,时间10min)→水洗→熨干。
2.4性能测试
2.4.1折皱回复角
按GB3819-83用YG541-A织物折皱弹性仪来测定。
2.4.2撕破强力保留率
按GB3918-83用YG033A织物撕裂仪测定。
强力保留率计算:TS,%=(TS后/TS前)*100%
式中:TS-撕破强力保留率;TS后-试样整理后的撕破强力;TS前-试样整理前的撕破强力。
3结果与讨论
3.1不同整理剂性能对比
表2工作液配方
试样组号I | 超低甲醛树脂g/l | 壳聚糖g/l | Mgcl2g/l | JFCg/l | C-803g/l | pH值 |
1 | 100 | 15 | 5 | |||
2 | 5 | 5-6 | ||||
3 | 5 | 50 | 10 | 5-6 |
表3不同整理剂整理的抗皱性能对比
试样折皱回复角/°(T+W)
原布125
I-1 154
I-2 130
I-3 145
注:折皱恢复角的测试结果都是五块样平均后的数据,后面也均如此。
由表3知:壳聚糖和超低甲醛树脂都能提高原布的折皱回复角,具有一定的抗皱性能。I-1超低甲醛树脂整理织物的折皱回复角虽稍大,但布面容易泛黄;I-2壳聚糖整理的布样,颜色与原布变化不大,回复角比原布有提高,当整
3.2不同添加剂比较
表4工作液配方
试样组II | 壳聚糖(0.5%)/ml | Mgcl2/g | NaH2PO4/g | 醋酐/g | JFC/g |
1 | 200 | 10 | 2 | ||
2 | 200 | 10 | 2 | ||
3 | 200 | 10 | 2 |
表5不同添加剂性能测试结果
试样 | 折皱回复角/° | ||
(T+W) | |||
原布 | 125 | ||
II-1 | 140 | ||
II-2 | 156 | ||
II-3 | 135 | ||
由表5可知:壳聚糖整理在使用了催化剂后都能使折皱回复角增大,其中提高幅度最大的是II-2,由此认为,壳聚糖进行防皱整理时,选择合适的催化剂,对抗皱性能的提高影响是较大的,NaH2PO4催化的效果最好,故选择NaH2PO4为壳聚糖整理工艺用催化剂。 3.3催化剂用量的影响 表6催化剂用量对整理性能的测试结果 催化剂NaH2PO4(g/l) | 渗透剂JFC (g/l) | 折皱回复角/° | |
(T+W) | |||
25 | 5 | 150 | |
50 | 10 | 156 | |
75 | 15 | 145 |