真絲綢多元羧酸-殼聚糖防皺整理

陳美云   南通工學院化工系

原載：六屆后整理論文集；44-47（lq009）

    【摘要】討論了兩種多元羧酸的復配以及與殼聚糖一起對真絲綢防皺整理的效果，對羧酸、殼聚糖及催化劑濃度和焙烘溫度等進行了單因素分析，確定了防皺整理的最佳工藝。

【關鍵詞】絲織物  防皺整理  多元羧酸  殼聚糖

    真絲綢手感柔軟，懸垂性好，光澤柔和，一直受到人們的喜愛，但其回彈性差，易折皺。為了改善真絲綢的回彈性，往往采用整理劑對其進行防皺整理。目前，多元羧酸作為一種無甲醛防皺整理劑，受到普遍的關注。檸檬酸是一種多元羧酸，能與纖維發生交聯，從而提高織物的彈性:而且價格便宜。酒石酸是一種二元羧酸，可作為檸檬酸交聯的活化劑[1]，提高檸檬酸防皺整理的效果。

    殼聚糖是由存在于動物外殼的甲殼質經脫乙酰而得到的產物，資源十分豐富，其應用越來越廣。在紡織領域，它是一種綠色的抗皺劑[2]。

    本文將檸檬酸，酒石酸、殼聚糖同時應用于真絲綢抗皺整理，討論了多種因素的影響，取得了良好的效果。

1    實驗

1·1·材料、藥品及儀器

    材料：11216練白真絲電力紡。

    藥品：檸檬酸、酒石酸、次亞磷酸鈉、三乙醇胺等，均為分析純，滲透劑為工業級。

    殼聚糖：食品級，脫乙酰度90%左右，分子量約40萬。

    儀器：WS-SD色度白度儀，YG(B)026D-500織物強力機，RJ-350Ⅲ型軋染機。

1·2  實驗方法

    將真絲綢在含有檸檬酸、酒石酸、殼聚糖、次亞磷酸鈉、三乙醇胺等的整理液中二浸二軋，軋余率為80%。浸軋后的真絲綢在80℃烘2min，然后在150-l90℃焙烘1.5-3.5min，50℃熱水充分水洗，冷水洗，最后烘干，測試其性能

1·3   測試

    白度：將試樣疊成8層，在WS-SD色度白度儀上測8次，取平均值。

    物理機械性能：干態折皺回復角(緩彈)按GB/T3819.1997測定，斷裂強力按GB/T3923·1997測定，名義夾持長度為l00mm。

    耐洗滌性能：整理后的織物用洗衣粉（2g/L）浸泡5min;揉洗、漂洗各2min，作為洗滌一次，測定洗滌若干次后的折皺回復角。

2   結果與討論

2·1   檸檬酸與酒石酸摩爾比對織物性能的影響

固定其他工藝條件，僅改變檸檬酸與酒石酸的摩爾配比， 測定整理織物的性能，結果見表1。

表1  檸檬酸與酒石酸摩爾比對織物性能的影響

   注：羧酸總濃度8%，次亞磷酸鈉7%，殼聚糖0.05%，三乙醇胺3%，滲透劑2g/L，焙烘溫度l70℃，焙烘時間2.5min。

   從表1可看出，真絲綢用檸檬酸或酒石酸與殼聚糖一起進行防皺整理，其折皺回復角均較小，用酒石酸整理的織物白度較好，而用檸檬酸整理的織物白度較差。若將兩者進行復配，則可以提高織物的彈性，且隨著整理液中酒石酸含量的增加，折皺回復角增加，當兩者的摩爾比為1:1時，折皺回復角達最大值，之后則下降。同時，整理液中酒石酸的量增加，織物的白度也增加，而織物的強力則相差不大。這是因為焙烘時酒石酸分子的兩個仲羥基被檸檬酸羧基酯化，形成一種六羧酸 (酒石酸二檸檬酸)，這種酒石酸二檸檬酸 (酯)的交聯作用比檸檬酸更為有效[1]，因而提高了整理效果。當檸檬酸與酒石酸的摩爾比為1:1時，檸檬酸與酒石酸可能通過縮聚作用而產生檸檬酸與酒石酸1:1的交替共聚物，由此所得的聚酯含有大量的成對羧基，能夠生成纖維多路接技和交聯所需的五元酐環[1]，從而使整理效果更佳。因此我們取兩者復配的摩爾比為1:1。

2·2   多元羧酸總濃度對織物性能的影響

    其他條件固定，僅改變多元羧酸的總濃度，測得試驗結果見表2。

表2   多元羧酸總濃度對織物性能的影響

      注: 檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比)，多元羧酸濃度為零的整理液用2mol的醋酸配制，其余條件同表1。

   從表2可以看出，隨著多元羧酸濃度的增加，處理試樣的白度和斷裂強力均有所下降，而折皺回復角提高，在多元羧酸濃度大于8%后，折皺回復角的增加幅度趨緩，這是因為高溫焙烘下，羧酸經過酯化交聯，在絲纖維無定形區形成了網狀結構，通過酯化交聯而固著在絲素上的羧酸與殼聚糖可發生酰胺化反應，在酸和絲素之間形成交聯[3]，從而提高了折皺回復角，但用量不能太高，否則整理劑與纖維之間反應劇烈，有可能在纖維表面形成一層較厚的表面層而使織物的彈性降低[4]。綜合考慮折皺回復角，白度及斷裂強力等指標，多元羧酸的總濃度以8%為宜。

2·3   殼聚糖濃度對織物性能的影響

   殼聚糖濃度對織物性能的影響見表3。

表3   殼聚糖濃度對織物性能的影響

注：檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比)，其余條件同表1。

由表3可知，整理液中加大殼聚糖，可以明顯提高織物的折皺回復角及強力，且隨著殼聚糖用量的增加而略有增加，而白度則隨著殼聚糖用量的增加而下降。這是因為在多元羧酸和殼聚糖的整理高溫焙烘時殼聚糖能與絲纖維發生極性吸附，在絲纖維內部微隙，表面沉積和成膜，殼聚糖的氨基與絲素的羧基在高溫下形成羧酸胺鹽，進而發生酰胺化反應;而通過酯化交聯固著在絲素上的羧酸，可與殼聚糖發生酰胺化反應，在羧酸和絲素之間形成交聯，從而增加了殼聚糖在絲素上的固著[3]，提高了整理效果。由于所用殼聚糖略帶黃色，所以隨著其用量增加，織物白度有所下降。另外，實驗中發現，當殼聚糖濃度達0.1%時，整理織物的手感略為發硬。綜合考慮，殼聚糖濃度以0.03%-0.05為宜。

2·4   焙烘溫度對織物性能的影響

其他條件固定，僅改變焙烘溫度，實驗結果見表4。

表4   焙烘溫度對織物性能的影響

 注：檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比)，殼聚糖0.03%，其余條件同表1表5同。

從表4得知，隨著焙烘溫度的升高，織物的折皺回復角增加，而白度和斷裂強力則下降，尤其溫度超過180℃時，白度下降更為明顯。這是因為多元羧酸與殼聚糖和絲素分子間的酯化交聯及酰胺反應都要求較高的溫度，若焙烘溫度低，不足以提供反應所需的能量，因而會影響整理效果。但溫太高，檸檬酸分子會部分失水變成烏頭酸，部分失去二氧化碳和水變成衣康酸，而衣康酸和烏頭酸含有不飽和和的雙鍵，焙烘時易使織物發黃[5]，因而焙烘溫度取170℃較合適。

2·5 焙烘時間對織物性能的影響

焙烘時間對織物性能的影響見表5。

表5   焙烘時間對織物性能的影響

由表5可以看出，隨著焙烘時間的延長，織物的折皺回復角有所提高，而白度和強力下降，綜合考慮，焙烘時間以2-2.5min較合適。

2·6 次亞磷酸鈉濃度對織物性能的影響

次亞磷酸鈉是一種較好的催化劑，由表6可知，隨著次亞磷酸鈉濃度的提高，回復角增加。這是因為催化劑促進了纖維與羧酸的交聯而使彈性上升，同時它也是抑制檸檬酸分子內脫水而使白度提高。從試驗數據來看，次亞磷酸鈉濃度以9%比較合適。

    表6  次亞磷酸鈉濃度對織物性能的影響

注：檸檬酸;灑石酸=1:1(摩爾比)，殼聚糖0.03%，焙烘時間2min，其余條件同表1。

2·7    整理后織物的耐水洗性能

    用優選的整理工藝對織物進行整理，然后測定其耐水洗性能，結果見表7。

表7  整理后織物的耐洗性

    從表7可以看出，隨著洗滌次數的增加，整理織物的折皺回復角下降，但仍比原樣高得多。這說明經高溫焙烘后，檸檬酸，酒石酸、殼聚糖等在織物上的固著比較穩定，有良好的耐洗性能。

3    結論

1、用檸檬酸和酒百酸1:1摩爾比進行復配，并與殼聚糖一起對真絲綢進行整理，明顯提高了真絲綢的折皺回復角，并且有良好的白度和斷裂強力。

2、通過實驗得出最佳的整理工藝為:檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比)，羧酸總濃度8%，殼聚糖濃度O.03-0.05%，次亞磷酸鈉濃度9%，三乙醇胺3%，滲透劑2g/L，焙烘溫度 170℃，焙烘時間2-2.5min。

參考文獻:

[1] 葉金鑫，檸檬酸耐久壓燙整理的改進(2)-酒石酸作為檸檬酸酯交聯的活化劑,[J]現代紡織技術，2002，8(2);58-60

[2] 陳國強,殼聚糖用于真絲綢防皺整理的研究,[J]紡織學報，1998，19(4);43-45

[3] 李維賢 師嚴明 趙耀明,殼聚糖的檸檬酸溶液用于真絲抗皺的研究,[J]印染，2001(11);5-7

[4] 楊旭紅譯，用檸檬酸對絲織物進行非甲醛抗皺整理 [J]國外絲綢，1995，(1);23-26

[5] 陳克寧，新型的無醛防皺整理劑-多元羧酸,[J]印染，1996，22(4);36-39,22(5);38-41

[6] 余志成,檸檬酸防皺整理對絲織物染色性能的影響 [J]絲綢，1998(8);23-25

[7] 吳麗莉 俞建勇,棉織物的多元羧酸和殼聚糖抗菌防皺整理,[J]印染，2001(11);8-10

[8] 關立平 陳維國，殼聚糖在紡織品染整加工中的應用 [J]絲綢，l999(1);32-33