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壳聚糖整理液的制备
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，当整理液中加入催化剂Mgcl2和渗透剂JFC后，即I-3的折皱回复角明显提高。由此可知，壳聚糖进行防皱整理时，应该使用催化剂等添加剂，这与它的作用机理是相符的。
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 | |
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由表6知，在一定范围内催化剂浓度增加，织物的抗皱性能提高，但用量过多也并非就好，反而使折皱回复角下降。这说明在一定程度上，壳聚糖与纤维素的交联是有限的，催化剂过量反而增加壳聚糖的沉积，影响了手感，也影响到防皱性。因而催化剂NaH2PO4采用50g/l为宜。
3.4不同浓度壳聚糖比较
表7工作液配方
试样组号III | 壳聚糖 （200ml） | NaH2PO4 /g | JFC /g |
1 | 0.75％ | 10 | 2 |
2 | 0.65％ | 10 | 2 |
3 | 0.50％ | 10 | 2 |
4 | 0.35％ | 10 | 2 |
5 | 0.20％ | 10 | 2 |
表8不同浓度壳聚糖整理性能的测试结果
试样 | 折皱回复角/° | 手感 |
(T+W) | ||
III-1 | 170 | 僵硬 |
III-2 | 155 | 较硬 |
III-3 | 156 | 好 |
III-4 | 137 | 好 |
III-5 | 128 | 好 |
由表7及表8看，随着壳聚糖浓度升高，防皱效果逐渐提高，但手感变差，综合比较测试结果，选择0.5%壳聚糖进行降解。
3.5不同分子量的壳聚糖选择
表9不同分子量壳聚糖整理的性能结果
试样IV | H2O2浓度/% | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 乙酸浓度/% | 特性粘度（ml/g） | 颜色 | 折皱回复角/° | 分子量（×104） | |||||
（T+W） | |||||||||||||
1 | 2 | 50 | 2 | 2.5 | 18.88 | 中 | 190 | 1.84 | |||||
2 | 2 | 55 | 4 | 3.5 | 24.05 | 深 | 195 | 2.52 | |||||
3 | 2 | 60 | 6 | 4.5 | 6.66 | 中 | 200 | 1.72 | |||||
4 | 4 | 50 | 4 | 4.5 | 21.10 | 深 | 170 | 1.91 | |||||
5 | 4 | 55 | 6 | 2.5 | 3.08 | 浅 | 210 | 1.61 | |||||
6 | 4 | 60 | 2 | 3.5 | 24.06 | 浅 | 173 | 3.66 | |||||
7 | 6 | 50 | 6 | 3.5 | 16.34 | 浅 | 198 | 2.35 | |||||
8 | 6 | 55 | 2 | 4.5 | 18.88 | 中 | 185 | 1.86 | |||||
9 | 6 | 60 | 4 | 2.5 | 6.99 | 浅 | 215 | 1.67 | |||||
由表9降解后壳聚糖的分子量和特性粘度可知：降解条件对壳聚糖溶液的特性影响大小为：反应时间﹥乙酸浓度﹥反应温度﹥H2O2浓度。从整理品的防皱性能来看，分子量在1.6×104～1.7×104的壳聚糖溶液，特性粘度都在10 ml/g以下，它们整理的织物折皱回复角都在200°以上，防皱效果较好。综合降解效率和整理剂颜色，可以选择IV-9号降解工艺，具体为：H2O2浓度6%，反应温度60℃，反应时间4h，乙酸浓度2.5%。再用此条件降解的分子量约为1.67×104的壳聚糖降解产物进行整理是较为理想的。 3.6整理织物的湿防皱性能 表10干湿防皱性能和强力 试样 | 折皱回复角/° | 撕破强力/N | 撕破强力保留率/% | ||||||||||
（T+W） | T | W | T | W | |||||||||
原布 | 125 | 28 | 28.4 | ||||||||||
甲 | 215 | 26.8 | 24.2 | 95.7 | 85.2 | ||||||||
乙 | 210 | 24.8 | 24 | 88.6 | 84.5 | ||||||||
注：以表9中IV-9号的工艺降解壳聚糖及对织物进行整理，甲为整理后未洗织物，乙为整理后皂洗织物。
由表10与表9比较可知，试样甲和IV-9反映了该工艺在防皱性能上具有良好的重现性，说明这种整理对纯棉卡其能起到防皱作用；从试样乙与甲来看，经过水洗后，它们的折皱回复角变化不大，抗皱性能较好，有良好的湿防皱性能，即具有免烫（洗可穿）整理效果。在强力方面，整理品还是具有较高的强力保留率，手感也较好，能满足服用要求。
4结论
4.1壳聚糖用于防皱整理具有良好的抗皱性能，并具有较好的湿防皱性，有一定的洗可穿整理效果，可以作为防皱整理剂。
4.2选用分子量为1.6×104～1.7×104的壳聚糖降解产物作整理剂较佳；降解工艺：H2O2浓度6%，反应温度60℃，反应时间4h，乙酸浓度2.5%。
4.3整理液配制选用0.5%壳聚糖的降解物，催化剂NaH2PO4 50g/l,渗透剂JFC 10g/l。
4.4整理工艺：
二浸二轧（轧余率70%）→预烘（90℃×2.5min）→焙烘（150℃×3min）。
参考文献
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