吡啶季铵盐对直接和活性染料染色棉织物的抗菌整理-纺织技术中心

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吡啶季铵盐对直接和活性染料染色棉织物的抗菌整理

来源：中国纺机网编辑部　发布时间：2014年02月25日

核心提示：采用4-氨基-十二烷基氯化吡啶(ALPC)、4-苯酰氨基-1-十二烷基溴化吡啶(BADPB)、4-(1-萘酰)氨基-十二烷基溴化吡啶(NADPB)3种季铵盐,用于经过染色或未染色的棉织物抗菌整理,对染料和吡啶季铵盐分子之间的作用力以及吡啶盐在染色织物上吸附量的影响因素进行了讨论.季铵盐与染色棉纤维上的磺酸基可形成离子键,与未染色的棉织物相比,该离子键可提高季铵盐在棉纤维上的吸附率与抗菌性.采用AATCC61—2005洗涤试验法,测试整理后棉织物的抗菌洗涤耐久性.

棉纤维的功能化引起纺织科学家越来越多的重视.到目前为止,已有许多抗菌整理剂用于棉织物的抗菌整理,如季铵盐、金属离子、酚类以及氯胺等.最近几年,采用N—halamine对棉织物进行抗菌整理,可获得耐久性好且氯漂后可恢复抗菌性的抗菌棉织物,并已成功应用于医用纺织品领域.然而,该整理方法对于某些耐氯漂牢度差的染料具有一定的局限性,如广泛应用于棉织物染色的活性染料,部分耐氯漂牢度较差,限制了该整理技术的应用.季铵盐可用于多种纤维的抗菌整理,但由于对纤维素纤维亲和力较低,而使得纤维素纤维抗菌整理耐久性较差.然而,染料分子含有磺酸基、氨基和羟基等基团可与纤维产生一定的分子间作用力.例如酸性染料作为架桥剂已用于季铵盐对尼龙66和尼龙6的耐久抗菌整理.活性染料和直接染料属于阴离子染料,一般含有磺酸基,阴离子性的磺酸基可与阳离子表面活性剂结合,利用该原理,可将阳离子表面活性剂用于直接和活性染料的固色处理,以提高耐洗牢度;同样地,也可以在棉纤维上通过离子键引入季铵盐,进行抗菌整理,以提高棉织物的抗菌性及其耐久性.

笔者曾合成了3种吡啶季铵盐并将之用于羊毛织物的抗菌整理.由于季铵盐与羊毛纤维之间的离子键作用,使得整理后羊毛织物的抗菌性具有一定的耐久性.事实上,活性染料通过共价键与棉纤维结合,具有优异的染色湿牢度;直接染料通过氢键和范德华力等与棉纤维结合,也具有一定的染色湿牢度.染着在纤维上的这些染料可赋予纤维素纤维一定量的磺酸基团,这些磺酸基团可与阳离子季铵盐形成离子键,从而提高季铵盐对棉纤维的直接性和亲和力,有利于进行棉织物的季铵盐抗菌整理.本文研究了染料和吡啶季铵盐之间的作用力以及二者的化学结构对季铵盐在纤维上吸附性能的影响.同时,也对整理织物的抗菌性及其耐久性也进行了探讨.

1实验

1.1实验材料

纯棉半制品织物由TestFabricsInc.(WestPettsonPA,USA)提供,使用前采用AATCC标准洗涤剂WOB进行充分洗涤.C.I.直接紫51、C.I.直接蓝71和C.I.活性橙16由Aldrich化学公司(Milwaukee,WI,USA)提供,C.I.活性紫16由Dystar染料公司提供.所有化学品未做进一步的提纯,化学结构见图1.实验室合成的3种吡啶季铵盐即4-氨基-十二烷基氯化吡啶(ALPC)、4-苯酰氨基-1-十二烷基溴化吡啶(BADPB)、4-(1-萘酰)氨基-十二烷基溴化吡啶(NADPB),其结构见图1.

1.2染色方法

棉织物染色的染料质量分数分别为1%和3%,浴比为50∶1.直接染料染色条件:温度为95℃,硫酸钠质量浓度20g/L,染色时间为1h(1%)和2h(3%),染色后的织物用50℃热水洗涤.活性染料染色条件:染色温度为60℃,硫酸钠质量浓度50g/L,时间为30min(1%)和60min(3%),固色温度为70℃,固色时间1h,染毕采用AATCC标准洗涤剂进行皂洗.

1.3织物的抗菌整理

整理方法采用浸渍法,含有不同种类吡啶季铵盐的整理液温度从30~100℃,浴比50∶1,pH值为中性,整理过程中季铵盐的浓度变化采用比色法测定,具体是在不同时间间隔吸取1mL整理液,用紫外分光光度计(U-2000,HitachiInstruments,Inc.Japan)在最大吸收波长(ALPC为270.5nm,BADPB为263.5nm,NADPB为264.5nm)下测定溶液的吸光度,通过计算吸光度的差值而获得纤维上季铵盐的吸附量.

1.4织物颜色参数的测定

整理和未整理的织物颜色参数CIEL*,a*,b*,C*和色相角h°以及CIELab标准色差采用ColorEye7000A(GretagMacbeth,USA)测定,测色条件D65光源和10°标准视场.

1.5整理织物的抗菌性能测定

棉织物的抗菌试验采用AATCC100—1999试验法,所用细菌为大肠杆菌Escherichiacoli(革兰氏阴菌),将整理和未整理的1g圆形织物样品与(1.0±0.1)mL细菌液接触,细菌液是含有菌群形成单位为1.0×105~106CFU/mL的营养液.将接触细菌的样品放入250mL容器中,接触12h,将100mL经过杀菌处理的蒸馏水加入到容器中,充分振荡,然后溶液稀释101,102,103和104倍.将100μL的各稀释液分别滴入营养琼脂平盘中,于37℃培养24h,而后计算琼脂平盘中的细菌群个数,根据式(1)计算计算细菌减少百分率.