天津工业大学材料化工学院. 霍瑞亭 孟庆涛.
【摘要】.本文研究了壳聚糖对涤纶织物舒适性的影响,讨论了壳聚糖用量、交联整理剂、添加剂等对织物吸湿性、透湿性、抗静电性、手感及整理效果耐洗性的影响。
【关键词】.舒适性整理壳聚糖涤纶织物.
涤纶纤维具有优良的物理机械性能,是用量最大的合成纤维,但由于其吸湿性差,容易产生静电及沾污现象,吸汗性差,穿着时有闷热感,舒适性差。为改善涤纶纤维的性能,人们进行了大量的工作,对涤纶进行亲水性加工或抗静电处理[1,2]。壳聚糖是天然高分子物,是从废弃的虾、蟹的外壳中提取得到的,是地球上发现的仅次于纤维素的最丰富的多糖之一。壳聚糖具有许多独特的性质,如生物降解性、生物活性、生物相容性、无毒等[3,4],是一种对环境无害的织物整理剂。壳聚糖具有抗菌性,对各种细菌,真菌有较好的抗菌作用,有许多资料报道了壳聚糖对纺织品的抗菌加工.[3,5~7]。此外,壳聚糖具有极强的吸湿性,其吸湿率仅次于甘油,高于聚乙二醇、山梨醇.[3],可用于涤纶织物的改性加工.[8]。因此,用壳聚糖对涤纶织物进行整理,不仅能赋予织物抗菌性,而且可提高织物的吸湿性、抗静电性,避免涤纶织物穿着时的闷热感,提高织物的穿着舒适性。本文主要研究了壳聚糖加工对涤纶织物的吸湿性、抗静电性和透湿性的影响。.
1.实验..
1.1实验材料.
经碱减量处理后的涤纶织物
1.2染化药剂.
壳聚糖(脱乙酰度70%)、乙二醛、氰醛树脂、氯化镁、柠檬酸、聚乙二醇、抗静电剂A—2ST、明胶等。
1.3工艺流程:.
浸轧(轧液率90%)烘干焙烘(160℃×3min)。
1.4测试方法.
1.4.1抗静电性测试
采用静电压衰减法测定。
1.4.2吸湿性的测定
将试样在烘箱中(105℃)烘至恒重,在一定的湿度条件下放置24小时,称重。按下式计算吸湿率:
吸湿率=(W-W0)/W0×100%
式中W0、W分别为试样的干重和吸湿后的重量。
1.4.3透湿性的测定
在透湿杯中加入一定量的水,用试样将杯口封住,在室温条件下放置24小时,分别称取放置前后的重量,计算试样单位面积上透过的水分重量。
1.4.4耐洗性的测定
在室温条件下,在洗涤剂2g/L的洗涤液中洗8分钟,然后清水洗4分钟,烘干,为洗涤一次。洗涤规定次数后,测定试样的吸湿性、透湿性、抗静电性。.
2.实验结果及分析.
2.1壳聚糖用量的影响.
壳聚糖是一种多糖高分子物,在分子结构中含有大量的羟基和氨基,将其施加到涤纶织物上后,在涤纶纤维的表面形成一层壳聚糖薄膜,这层薄膜具有较高的吸湿性,从而使织物的吸湿性和抗静电性得到改善。由表1数据可知,随壳聚糖用量的增加,织物的吸湿性和抗静电性提高,透湿性略有增加;但随壳聚糖用量的增加,整理后织物的手感变硬。从整理后织物的吸湿性、抗静电性、透湿性及手感综合考虑,以壳聚糖用量为0.5%比较适宜。
表1壳聚用量的影响.
壳聚糖用量 |
未整理 |
0.2% |
0.5% |
0.8% |
1% |
吸湿性 |
0.40% |
0.46% |
0.65% |
0.70% |
0.74% |
透湿性 (g/24h.m2) |
470 |
475 |
492 |
485 |
490 |
半衰期(s) |
56.5 |
1.5 |
1.3 |
1.0 |
0.6 |
2.2交联整理剂的选择.
壳聚糖可提高涤纶织物的吸湿性和抗静电性,但耐久性较差,为提高整理效果的耐洗性,在整理液中应加入交联整理剂。从表2可知,在四种交联整理剂体系中,以氰醛、氯化镁、柠檬酸的效果最好,整理试样的吸湿性、抗静电性明显高于其他交联整理剂体系,虽然随洗涤次数的增加,整理性能下降比较明显,但仍优于洗涤同样次数的其他试样。这可能是由于添加柠檬酸后,在壳聚糖薄膜中引入了羧基,使壳聚糖薄膜的吸湿性明显提高所致。整理后织物的透湿性,随洗涤次数的增加,都有一定的程度的降低,其中乙二醛和交联剂EH处理织物,透湿性相对较好。
洗涤次数 |
0 |
5 |
10 |
20 |
|
氰醛 20g/L氯化镁4g/L |
吸湿性(%) |
0.60 |
0.57 |
0.52 |
0.51 |
透湿性(g/24h.m2) |
848 |
837 |
814 |
804 |
|
半衰期(s) |
10.5 |
15.5 |
33.9 |
47.3 |
|
氰醛20g/L氯化镁4g/L柠檬酸5g/L |
吸湿率(%) |
1.02 |
0.88 |
0.68 |
0.60 |
透湿性(g/24h.m2) |
868 |
830 |
810 |
782 |
|
半衰期(s) |
4.0 |
6.3 |
18.2 |
23.2 |
|
乙二醛5g/L |
吸湿率(%) |
0.59 |
0.57 |
0.52 |
0.49 |
透湿性(g/24h.m2) |
896 |
882 |
865 |
812 |
|
半衰期(s) |
9.8 |
13.2 |
34.8 |
43.2 |
|
交联剂EH5g/L |
吸湿率(%) |
0.64 |
0.58 |
0.53 |
0.48 |
透湿性(g/24h.m2) |
957 |
843 |
832 |
798 |
|
半衰期(s) |
9.4 |
14.3 |
35.0 |
46.2 |
注: 1.壳聚糖用量:5g/L。
2.未整理试样:吸湿率0.42%,透湿性750g/24h.m2,半衰期110秒。
2.3添加剂的影响.
壳聚糖对涤纶织物进行整理时,在提高吸湿性和抗静电性的同时,会使织物的手感变硬,尤其是用量较大时更明显,使织物的穿着舒适性变差,因此,单独使用壳聚糖难以得到满意的结果。壳聚糖在涤纶纤维表面形成的薄膜具有一定的耐洗性,在整理加工时,通过交联剂将具有良好吸湿性能的物质结合在壳聚糖薄膜上,可明显改善织物的整理性能,同时整理效果具有一定的耐久性。从表3可知,在聚乙二醇、明胶、抗静电剂A—2ST三种添加剂中,聚乙二醇的效果最好,整理后织物在吸湿性和抗静电性明显提高,具有较好的耐久性效果,而且整理后织物的手感较好,但在透湿性方面不及另外两种添加剂。添加明胶处理后的织物,虽然吸湿性和抗静电性较好,但手感差。
表3添加剂的影响.
洗涤次数 |
0 |
5 |
10 |
20 |
|
聚乙二醇20g/L |
吸湿率(%) |
1.60 |
1.06 |
0.81 |
0.70 |
透湿性(g/24h.m2) |
710 |
678 |
655 |
648 |
|
半衰期(s) |
0.3 |
3.5 |
5.8 |
10.7 |
|
明胶5g/L |
吸湿率(%) |
0.98 |
0.65 |
0.52 |
0.43 |
透湿性(g/24h.m2) |
758 |
730 |
710 |
656 |
|
半衰期(s) |
4.0 |
6.3 |
18.2 |
23.2 |
|
抗静电剂A-2ST20g/L |
吸湿率(%) |
0.80 |
0.58 |
0.41 |
0.38 |
透湿性(g/24h.m2) |
768 |
760 |
698 |
677 |
|
半衰期(s) |
9.4 |
14.3 |
30.0 |
36.5 |
注: 1.壳聚糖5g/L,氰醛20g/L,氯化镁4g/L,柠檬酸5g/L。
2.未整理试样:吸湿率0.31%,透湿性640g/24h.m2,半衰期88秒。
3.结论.
用壳聚糖对涤纶织物进行加工,可提高织物的吸湿性、抗静电性、透湿性。通过选择适当的壳聚糖用量、交整理剂(氰醛、氯化镁、柠檬酸)和添加剂(聚乙二醇),整理后织物可获得良好的吸湿性、抗静电性,而且织物的手感、透湿性较好,可明显改善涤纶织物的穿着舒适性能,整理效果具有一定的耐久性。
参考文献.
1.张树钧《改性纤维与特种纤维》北京:中国石化出版社,1995.93~108
2.顾利霞《亲水性纤维》北京:中国石化出版社,1997.70~126
3.严瑞《水溶性高分子》北京:化学工业出版社,1998.522~540
4.唐志翔译.印染译丛.1994,(5):94~99
5.王蔚.浙江丝绸工学院学报.1996,13(6):1~4
6.杨百春译.国外丝绸.1998,(1):14~15
7.何中琴译.印染译丛.1996,(5):54~56
8.何中琴译.印染译丛.1996,(5):49~53