目前,多元羧酸类整理剂是最有潜力取代N-羟甲基酰胺类化合物的无甲醛免烫整理剂,但是自身也存在催化剂价高且污染环境,导致某些硫化染料和活性染料染色品色变,整理品上残留的羧基,使阴离子染料的上染率降低,阳离子染料染色的湿摩牢度又很差等缺点。 壳聚糖与纤维素的分子结构相似,不含甲醛,而且具有抗菌防皱双重功能,是一种新型的绿色材料。但是由于市场上出售的壳聚糖的相对分子质量一般较大(几十万至上百万),所以织物经壳聚糖整理以后,弹性回复角虽然有所增加,但增加不是很多,而且手感变硬,布面泛黄,润湿性下降。壳聚糖降解以后,相对分子质量变小,穿透力增强,抗菌性能提高,因此,本文采用自制的聚羧酸MAA-1与降解壳聚糖配合对棉织物进行整理,以提高阴离子染料的可染性,同时赋予棉织物抗菌免烫双重功能。1 实 验1.1 材料和设备 织物:28t×28t、417×220纯棉纱卡,由陕西华昌印染服装有限公司提供; 药品:聚羧酸MAA-1(自制);次磷酸钠(AR),西安化玻站化学厂、氢氧化钠(AR),天津市博迪化工有限公司;过氧化氢(AR),中国成都金山化工试剂厂;冰醋酸(HAc)(AR),西安化玻站化学厂;盐酸(AR),西安化玻站化学厂;丙酮(AR),天津市百世化工有限公司;氨基硅油柔软剂(工业品),BASF公司;渗透剂JFC(工业品),上海助剂厂;壳聚糖(D.D.≥90%,相对分子质量约60万)上海源聚生物科技有限公司; 仪器和设备:PHS-25型数字式酸度计,实验用立式小轧车,焙烘箱,YG(B)541D型全自动数字式动织物弹性测试仪,WS-SDd/o色度白度计,TS-2000-S多功能材料试验机,YG701A-1织物缩水率试验机。1.2 壳聚糖的降解 将壳聚糖用乙酸溶解在三口瓶中,水浴加热至一定温度,在搅拌下匀速滴加H2O2,保温反应一定时间,用质量分数为5%的NaOH
2 结果与讨论2.1 壳聚糖的降解 降解壳聚糖在织物整理中已获得应用[5],但由于降解壳聚糖的颜色、相对分子质量、脱乙酰度、水溶性等会直接影响整理效果,而这些性质又都决定于降解温度、降解时间、反应物用量等因素,因此,首先对降解条件进行优选。2.1.1 降解条件的优选 以壳聚糖的质量分数为4%,设计L9(34)正交试验,因素水平与试验结果见表1、表2。 分析极差数据Ra、Rb可知,降解条件对脱乙酰度的影响大小为:反应时间>反应温度>H2O2质量分数>HAc质量分数;降解条件对特性黏度的影响大小为:反应时间>H2O2质量分数>HAc质量分数>反应温度。这说明反应时间是影响降解壳聚糖脱乙酰度和相对分子质量的重要因素。 比较1#~9#降解产物发现,7#样品的相对分子质量最低,颜色较浅,水溶性也好,但脱乙酰度降低较多;8#样品的脱乙酰度最大,相对分子质量较低,颜色也较浅,水溶性亦好。因此确定8#工艺就是壳聚糖降解的最佳工艺。即H2O2质量分数为4.5%,HAc质量分数3.5%,反应温度50℃,反应时间6h。
2.1.2 不同质量分数壳聚糖的降解 用8号工艺在壳聚糖质量分数不同的条件下对壳聚糖进行降解,测试结果见表3。
由表3可知,降解壳聚糖的相对分子质量随着壳聚糖质量
3 结 论 (1)用H2O2氧化降解法制备适用于与聚羧酸MAA-1配合对棉织物进行抗菌免烫整理的低聚水溶性壳聚糖的最佳工艺为:w(H2O2)=4.5%,w(HAc)=3.5%,反应温度50℃,反应时间6h。 (2)采用聚羧酸MAA-1与降解壳聚糖对棉织物进行抗菌免烫整理以两浴法效果较好。用聚羧酸MAA-1与降解壳聚糖分两浴对棉织物进行抗菌免烫整理,当聚羧酸MAA-1为80g/L,降解壳聚糖的相对分子质量为9000、质量浓度为40g/L时,其整理效果较好。经整理的棉织物的WRA为271°,DP等级为4.0(国家标准为≥3.5),断裂强力保留率为64%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为94%和83%,手感较好,但仍有轻微泛黄现象。经过20次洗涤以后,其WRA仍然保持在257°,DP等级为3.7,抗菌率则均保持在洗涤前的80%以上。 (3)用80g/L的聚羧酸MAA-1与40g/L相对分子质量为9000的降解壳聚糖分两浴整理的棉织物对阴离子染料(直接亮黄G)的上染率较对比样(用80g/L的聚羧酸MAA-1整理的棉织物)有较大提高,其染色深度K/S值较对比样提高1.85。