絲膠對棉織物改性的研究

丁鐘復(fù)，郝秀芳

(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007)

DING Zhong-fu, HAO Xiu-fang

(Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong 226007, China)

絲膠對棉織物改性的研究

丁鐘復(fù)，郝秀芳

(南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007)

以二氯均三嗪化合物作為交聯(lián)劑，采用絲膠對棉織物進行改性，探討了不同絲膠質(zhì)量濃度對改性棉織物性能的影響。結(jié)果表明，棉織物用絲膠改性，能提高其尺寸穩(wěn)定性、抗皺性、吸濕性，但對白度影響不大。

絲膠；二氯均三嗪化合物；棉織物；改性

DING Zhong-fu, HAO Xiu-fang

(Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong 226007, China)

近幾年來隨著人們生活水平的不斷提高，環(huán)保、安全、健康意識的增強，紡織材料的開發(fā)開始注重防紫外線、抗菌、消臭、抗氧化、消炎保健等功能的賦予。蠶絲主要成分是絲素和絲膠，絲膠約占蠶絲質(zhì)量的20 %～30 %。絲膠蛋白是一種水溶性的球狀蛋白，由18種氨基酸組成，多數(shù)氨基酸含有羥基、羧基、氨基等極性較強的側(cè)基，并且這些基團比較活潑，具有獨特的性能。研究表明，絲膠肽及其水解產(chǎn)物具有優(yōu)異的吸濕、放濕性能和抗氧化能力，并有抑制酪氨酸酶活性、抗腫瘤、抗衰老、促進胃腸消化、護膚美容等諸多功效[1]。近幾年來，絲膠在紡織材料上的應(yīng)用已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。曾有AruneeKongdee等[2]報道了絲膠對纖維素纖維的表面改性，fujieKurroka[3]等利用檸檬酸使絲膠在棉織物表面固著，陳國強等[4]報道了BTCA與絲膠對棉織物的改性工藝研究等。

本研究將二氯均三嗪化合物作為交聯(lián)劑，對棉織物進行絲膠整理改性，探討了不同絲膠量對改性后棉織物的尺寸穩(wěn)定性、抗皺性、吸濕性、白度等的影響。

1 實 驗

1.1 材料及儀器

材料：煮練純棉織物(32×32/68×68)，絲膠粉(分子質(zhì)量16 000～18 000，泗洪絲綢公司)，2，4-二氯-6-羥基均三嗪鈉鹽(河北保定樂凱化學(xué)有限公司)，碳酸氫鈉(NaHCO3)，二乙醇胺(HN(CH2CH2OH)2)，滲透劑，乙酸。

儀器：YG(B)541D型全自動數(shù)字式折皺彈性儀、烘箱、電子天平、WSB-Ⅱ型白度儀、數(shù)顯恒溫水浴鍋。

1.2 改性工藝

各取3塊30 cm×30 cm棉織物分別浸漬在用0，10，20，30，45，60 g/L絲膠粉和2 g/L滲透劑制成的6種浸軋液中，二浸二軋，軋余率約為100 %，然后經(jīng)105 ℃焙烘8 min。

接著將上述處理的織物浸漬在浸軋液中，浸軋液用30 %的2，4-二氯-6-羥基均三嗪鈉鹽60 g/L、碳酸氫鈉38 g/L、二乙醇胺10 g/L、滲透劑1 g/L配制，二浸二軋，軋余率約為100 %，在105 ℃下烘干8～10 min后，再用105 ℃溫度汽蒸定形20 min。經(jīng)90～95 ℃皂洗10 min后，水洗干燥，制成絲膠附著量不同的S0、S1、S2、S3、S4、S5共6種試樣。

同時還準備了3塊30 cm×30 cm棉織物浸漬在用20 g/L絲膠粉和2 g/L滲透劑制成的浸軋液中，二浸二軋，軋余率約為100 %，在105 ℃下焙烘8 min。再經(jīng)90～95 ℃皂洗10 min后，水洗干燥，作為與試樣S2絲膠固著率測試的對比試樣S02。

1.3 測 試

1.3.1 尺寸穩(wěn)定性

棉織物的尺寸穩(wěn)定性測試按照GB/T 8630—2002《紡織品 洗滌和干燥后尺寸變化的測定》標準測定。

1.3.2 抗皺性

抗皺性按照GB 3819—1997《紡織品 織物折痕回復(fù)性的測定》，用織物折皺彈性儀測試整理前后急彈和緩彈折皺回復(fù)角，測試3經(jīng)3緯，取平均值。

1.3.3 白 度

在白度儀上測試，取3次平均值。

1.3.4 吸濕性

以溫度為(20±2) ℃、相對濕度為(65±3) %條件下的平衡回潮率表示。

1.3.5 絲膠固著率

測定未處理織物與處理織物表面結(jié)合的絲膠粉量，織物表面結(jié)合的絲膠粉量用織物的增加質(zhì)量除以織物原來質(zhì)量(干質(zhì)量)，以百分數(shù)來表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 尺寸穩(wěn)定性

絲膠用量對棉織物尺寸穩(wěn)定性的影響見表1。

表1 不同絲膠量改性的棉織物縮水率Tab.1 The Shrinkage Ratio of Cotton Fabric Modi fi ed with Different Mass Concentration of Sericin

由表1可知，隨著絲膠質(zhì)量濃度的增加，棉織物的縮水率減小，但絲膠質(zhì)量濃度超過30 g/L時，棉織物的縮水率減小速度漸緩，45 g/L絲膠質(zhì)量濃度時的棉織物縮水率與30 g/L絲膠時的相比僅減小了0.05個百分點。30 g/L絲膠的棉織物手感柔軟，而45 g/L棉織物的剛性明顯增加，手感變硬。這主要是由于二氯均三嗪化合物的氯原子與絲膠和棉反應(yīng)，形成棉、二氯均三嗪化合物、絲膠間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。隨著絲膠質(zhì)量濃度的增加，棉、二氯均三嗪化合物、絲膠間交聯(lián)反應(yīng)增強，因此棉織物的縮水率減小，但絲膠質(zhì)量濃度過大，大部分絲膠蛋白分子只能以網(wǎng)狀形式附著在棉纖維表面，不利于與棉織物交聯(lián)反應(yīng)，棉織物的剛性增加，手感變硬。

2.2 抗皺性

絲膠用量對棉織物抗皺性的影響見表2。

表2 不同絲膠量改性的棉織物折皺回復(fù)角Tab.2 The Wrinkle Recovery Angle of Cotton Fabric Modi fi ed with Different Mass Concentration of Sericin

織物的抗折皺性可用織物的折皺回復(fù)角表示，折皺回復(fù)角大，則織物的抗折皺性好，反之亦然。試驗顯示，對棉織物進行絲膠整理后，織物的抗折皺性有明顯改善，原因是二氯均三嗪化合物具有2個氯原子，其在碳酸氫鈉作用下分別與纖維素纖維及絲膠蛋白中極性基團羥基等活性基團發(fā)生接枝、交聯(lián)反應(yīng)，由此二氯均三嗪化合物作為橋梁將絲膠交聯(lián)固著于織物上，纖維大分子間的交聯(lián)阻止了纖維素受外力作用時大分子鏈段的滑移，增強其折皺回復(fù)能力，提高了織物的抗折皺性。由表2可知，織物的折皺回復(fù)角初始隨絲膠質(zhì)量濃度的增加呈上升趨勢，但絲膠質(zhì)量濃度超過30 g/L時趨緩并呈下降趨勢。這也是因絲膠質(zhì)量濃度過大，使大部分絲膠蛋白分子只能以網(wǎng)狀形式附著在棉纖維表面，不利于與棉織物交聯(lián)反應(yīng)，造成棉織物粗硬、缺乏彈性、折皺回復(fù)角下降。

絲膠能固著在織物表面，顯然是二氯均三嗪化合物在絲膠大分子、纖維素大分子之間形成了一定程度的交聯(lián)所致。二氯均三嗪化合物活性基上的2個氯原子都具有反應(yīng)能力，在適宜的條件下，它們能分別與絲膠、纖維上的活性基團反應(yīng)生成共價聯(lián)結(jié)。構(gòu)成蠶絲絲膠蛋白的各種氨基酸中，含量最高的是絲氨酸，可達33 %。此外，絲膠中蘇氨酸、酪氨酸的含量也分別達到8.5 %和4.9 %。這些氨基酸都帶有含羥基的側(cè)基，因而絲膠結(jié)構(gòu)中羥基的含量大大高于其他基團。這就使得絲膠、纖維素大分子與二氯均三嗪化合物的反應(yīng)主要是二氯均三嗪化合物活性基之間的反應(yīng)。二氯均三嗪化合物是能夠以架橋形式在纖維素大分子、絲膠大分子間形成交聯(lián)的，正是這種交聯(lián)增強了絲膠的固著能力，使絲膠能耐久固著在棉織物表面。

2.3 吸濕性

不同絲膠量改性的棉織物S0、S1、S2、S3、S4、S5的平衡回潮率分別為8.9 %，9.3 %，9.8 %，10.1 %，10.1 %，10.2 %。經(jīng)絲膠改性處理后的棉織物，由于二氯均三嗪化合物、絲膠大分子、纖維素大分子之間形成了一定程度的交聯(lián)，在織物表面引入了大量的—OH、—NH2、—COOH等親水基團，提高了織物表面吸收空氣中水分的能力， 因此絲膠蛋白的處理能夠改善棉織物的吸濕性能。

2.4 固著率

不同絲膠量改性的棉織物S0、S1、S2、S3、S4、S5、SO2的絲膠固著率分別為1.81 %，3.86 %，4.72 %，5.02 %，5.21 %，5.37 %，1.94 %。S0試樣絲膠固著率為1.81 %，是因為經(jīng)兩次浸漬處理后，其含有30 %的2，4-二氯-6-羥基均三嗪鈉鹽60 g/L、碳酸氫鈉38 g/L、二乙醇胺10 g/L、滲透劑1 g/L等成分。

二氯均三嗪化合物能與纖維素大分子以共價鍵形式結(jié)合，二氯均三嗪化合物、絲膠大分子、纖維素大分子之間能形成一定程度的交聯(lián)，隨著絲膠質(zhì)量濃度的增加，改性后棉織物上的絲膠固著率也隨著增加，絲膠質(zhì)量濃度增加到30 g/L，改性后棉織物上的絲膠固著率增加趨緩。

從S02試樣與S2試樣比較來看，S2試樣絲膠固著率為4.72 %(其中包含二氯均三嗪等化合物)S02試樣絲膠固著率為1.94 %(其中不包含二氯均三嗪等化合物)，可知二氯均三嗪化合物以架橋形式在纖維素大分子、絲膠大分子間形成交聯(lián)，增強了絲膠的固著能力。

2.5 白 度

不同絲膠量改性的棉織物S0、S1、S2、S3、S4、S5的白度分別為83.34，82.76，82.56，81.93，81.64，81.76，未處理試樣白度為84.37?？芍?，絲膠使棉織物的白度略有下降，但下降不大。

3 結(jié) 語

二氯均三嗪化合物能夠以架橋形式在纖維素大分子、絲膠大分子間形成交聯(lián)，可增強絲膠的固著能力， 使絲膠能耐久地固著在棉織物表面。用絲膠對棉織物進行改性，能提高棉織物抗皺性、尺寸穩(wěn)定性、吸濕性，但對棉織物的白度影響不大。

[1] 張雨青.絲膠蛋白的藥理及其在醫(yī)用材料上的應(yīng)用[J].紡織學(xué)報，2003，24(3)：98-100.

[2] KONGDEE A,BECHTOLD T,TEUFEL L.Modification of Cellulose Fiber with silk Sericin[J].Journal of Applied Polymer Science,2005,96(4):1421-1428.

[3] KURROKA F,KURIOKA A.Fixation of Sericin on Cotton Fabric via Crosslink-ing with Citric Acid[J].日雜蠶,2004,2(3): 83-87.

[4] 劉義繪，陳國強.BTCA與絲膠對棉織物的改性工藝研究[J]. 印染助劑，2007，24(4)：27-30.

Study on the Modi fi cation of Cotton Fabrics with Sericin

Used dichloro-triazine compounds as a cross-linking agent, the cotton fabric was modified with sericin, and the influence of the modified cotton fabric was discussed with different mass concentration of sericin. The results showed that the dimensional stability, crease resistance and moisture absorption of cotton fabric were improved after modifying, but the change of white degree was little.

Sericin; Dichloro-triazine compounds; Cotton fabric; Modification

T195.55

A

1001-7003(2010)10-0009-03

2010-03-10

丁鐘復(fù)(1951－ )，男，教授，主要從事紡織材料研究。