鈦溶膠及Rucostar整理劑對真絲織物功能化整理研究

李邦玉，劉 夢，劉秋萍，黃陽陽，劉 臣(蘇州市職業(yè)大學 教育與人文學院，江蘇 蘇州 215104)

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鈦溶膠及Rucostar整理劑對真絲織物功能化整理研究

李邦玉，劉 夢，劉秋萍，黃陽陽，劉 臣
(蘇州市職業(yè)大學 教育與人文學院，江蘇 蘇州 215104)

摘 要：為了增加真絲織物更高的附加值，用TiO2納米溶膠和Rucostar整理劑對真絲織物進行整理.掃描電鏡(SEM)檢測發(fā)現(xiàn)織物表面形成一層含有TiO2納米聚集體顆粒的膜結(jié)構(gòu).試驗結(jié)果表明：增加洗滌次數(shù)、提高鈦溶膠濃度、延長烘焙時間，織物的抗紫外性能UPF值都會升高，但防水、防油、易去污、抗斷裂等性能卻逐漸降低.升高烘焙溫度，織物的抗紫外線性能UPF值不斷增加，相應的防水、防油、易去污等性能也逐漸增強，但處理后的織物抗霉菌性能不夠明顯.

關(guān)鍵詞：鈦溶膠；Rucostar整理劑；真絲織物；功能化

真絲織物具有極好的吸濕透氣性和柔軟性.但由于蠶絲是氨基酸通過肽鍵聚合而成，對酸、堿、鹽類氧化和還原劑以及光、熱等都比較敏感，特別是在紫外線的照射下會發(fā)生光氧化反應而黃變，導致強度下降，同時也是細菌和霉菌的豐富養(yǎng)料，易受到細菌、霉菌的侵蝕.為了克服其弱點，諸如抗菌性整理，抗紫外線整理，抗靜電整理，防污、防油、防水整理，耐高溫整理等方法應運而生[1-3]，以增加真絲織物新的功能，使真絲織物具有更高的附加值，拓展其應用領(lǐng)域.

近年來，對絲綢織物進行復合功能化整理的報道逐漸增多，如袁菁紅[4]、楊世玉等[5]用鈦氟納米溶膠凝膠技術(shù)對雙縐真絲織物進行抗紫外線和拒水復合整理，鈦溶膠賦予真絲織物抗紫外效果，而經(jīng)氟溶膠的復合整理后，真絲織物又被賦予良好的拒水功能.本研究利用溶膠—凝膠法制備了鈦納米溶膠，試圖利用鈦溶膠的整理技術(shù)提高真絲織物的抗紫外性能，再經(jīng)防水、防油、防污的三防Rucostar整理劑復合整理后，讓真絲織物獲得良好的防水、防污、防油等功能，同時考察其抗霉菌性能.

1 材料與方法

1.1 試驗材料及儀器

材料及試劑：蠶絲布(上海紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所)，Rucostar EEE生態(tài)三防整理劑/Ruco-guardweb三防整理增效劑(德國魯?shù)婪蚬?，黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3.5487.

儀器設(shè)備：恒溫磁力攪拌器(08-2T)，YB813淋水試驗儀，YB802N八籃恒溫烘箱，YG(B)026E電子織物強力機(溫州大榮紡織儀器有限公司)，XMA-600烘箱(余姚市正泰儀表有限公司)，CheckⅢ分光光度儀(美國Datacolor公司)，BSA223S電子天平(賽多利斯公司)，YG(B)912E型紡織品防紫外性能測試儀，S-4700型冷場發(fā)射掃描電鏡(日本日立公司).

1.2 試驗方法

鈦溶膠的制備：室溫下，取23.5 mL無水乙醇加入燒杯中，在不停地攪拌中先加入少量鹽酸溶液(1∶1)，再加入6.2 mL鈦酸四丁酯，強力攪拌10 min，用鹽酸溶液(1∶1)調(diào)節(jié)溶液的pH值為2左右，滴加蒸餾水，強力攪拌，得到透明的淡黃色鈦溶膠.

三防乳液：40 g/L三防整理劑+10 g/L助劑.

整理工藝：鈦溶膠浸軋→預烘干→三防整理劑浸軋→預烘干→烘焙→冷卻→測試

1.3 織物性能的測試

抗紫外線性能的測試：按照GB/T 18830《紡織品防紫外線性能的評定》測定織物的抗紫外線性能.

表面抗?jié)裥阅艿臏y試：表面抗?jié)裥阅馨碐B/T 4745—2012《紡織織物防水性能的檢測盒評價沾水法》進行測定.

拒油性能的測試：拒油性能按GB/T 19977—2014《紡織品拒油性抗碳氫化合物試驗》進行測定.

防污易去污性能的測試：防污性能按FZ/T 01118—2012《防污性能的檢測和評價易去污性》，選用標準中的擦拭法進行測定.

織物力學性能的測試：織物拉伸性能按GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能(條樣法)》進行測定.

防霉菌試驗：參照AATCC30—2004測試方法Ⅲ.

1.4 納米TiO2在織物表面的形態(tài)分析

利用冷場發(fā)射掃描電鏡(SEM)對整理前后的真絲織物表面進行觀察.

2 結(jié)果與分析

2.1 納米TiO2及三防整理劑在織物表面的分布

TiO2納米溶膠及三防整理劑整理前后真絲織物的表觀形貌如圖1所示.圖1(a)為未處理的真絲表面，較為光滑；圖1(b)為處理后的形貌，織物表面覆蓋了一層膜；圖1(c)為放大圖，圖中可見纖維膜下面有一些粒徑幾微米大小的顆粒，說明有納米團聚顆粒存在；圖1(d)為洗滌過的纖維，圖中可見洗滌后表面受到一些破壞；圖1(e)是其放大圖.

2.2 洗滌次數(shù)對織物性能的影響

在納米鈦溶膠濃度25%，Rucostar三防整理劑質(zhì)量濃度40 g/L，增效劑質(zhì)量濃度10 g/L，軋余率70%，烘焙溫度130 ℃，烘焙時間3 min的工藝條件下，研究洗滌次數(shù)對真絲織物抗紫外及其他性能的影響，經(jīng)過測試，洗滌次數(shù)對真絲織物性能的影響結(jié)果如表1所示.

隨著水洗次數(shù)的繼續(xù)增加，織物的抗紫外線性能UPF值不斷上升，20次水洗后，UPF值由27.69升高至64.92，未處理的絲綢只有9.12，說明其抗紫外性能有了進一步提高.陳楠楠等[6]用二氧化鋯納米溶膠對真絲織物進行的抗紫外線、沾水、防油、易去污、抗斷裂等性能，整理的情況也是如此.隨著洗滌次數(shù)增加而逐漸降低.遺憾的是整理后的織物對霉菌沒有抗菌性.綜合考慮相關(guān)指標，選取10次的洗滌條件.

圖1 整理前后的真絲織物表面SEM圖

表1 洗滌次數(shù)對真絲織物性能的影響

2.3 鈦溶膠濃度對織物性能的影響

在洗滌次數(shù)10 次，Rucostar三防整理劑質(zhì)量濃度為40 g/L，增效劑質(zhì)量濃度為10 g/L，軋液率70%，烘焙溫度130 ℃，烘焙時間3 min的工藝條件下，研究鈦溶膠濃度對真絲織物抗紫外線及其他性能的影響，測試結(jié)果如表2所示.

表2 鈦溶膠濃度對真絲織物性能的影響

由表2可見，經(jīng)過整理的真絲織物，隨著鈦溶膠濃度的增加，織物的UPF值不斷上升，UPF值由22.25升高至52.30，抗紫外線性能有了進一步提高.而相應的沾水、防油、易去污、抗斷裂等性能，隨著濃度增加而逐漸降低，濃度在25%之前的試樣沾水等級依然保持近4級，依照相關(guān)國家標準可以評價為具有良好的抗沾濕性能.綜合考慮相關(guān)指標，選取鈦溶膠濃度為25%作為工業(yè)參數(shù).

2.4 烘焙時間對織物性能的影響

在鈦溶膠濃度為25%，洗滌次數(shù)10次，Rucostar三防整理劑質(zhì)量濃度為40 g/L，增效劑質(zhì)量濃度為10 g/L，軋液率70%，烘焙溫度130 ℃的工藝條件下，研究烘焙時間對真絲織物抗紫外線及其他性能的影響，測試結(jié)果如表3所示.

由表3可見，經(jīng)過整理的真絲織物，隨著烘焙時間的延長，織物的UPF值不斷增加，由38.04升高至54.01，抗紫外線性能逐步提高.相應的防水、防油、易去污、抗斷裂等性能，隨著加熱時間增加而逐漸減弱，時間超過4 min后，三防性能大大降低.綜合考慮相關(guān)指標，選取加熱時間3 min作為工業(yè)參數(shù).

表3 烘焙時間對真絲織物性能的影響

2.5 烘焙溫度對織物性能的影響

在鈦溶膠濃度為25%，洗滌次數(shù)10 次，Rucostar三防整理劑質(zhì)量濃度為40 g/L，增效劑質(zhì)量濃度為10 g/L，軋液率70%，烘焙時間3 min的工藝條件下，研究烘焙溫度對真絲織物抗紫外及其他性能的影響，測試結(jié)果如表4所示.

表4 烘焙溫度對真絲織物性能的影響

由表4可知，經(jīng)過上述整理的真絲織物，隨著烘焙溫度的升高，織物的UPF值不斷增加，從31.23升高至49.08，抗紫外線性能逐步提高.相應的防水、防油、易去污性能也逐漸增強.而抗斷裂伸長性能有所減弱，可能是蠶絲在高溫干燥下容易變脆發(fā)黃，導致力學性能的降低[7-8].綜合考慮相關(guān)指標，選取加熱溫度為130 ℃作為工業(yè)參數(shù).

3 結(jié)論

1) 用制備的TiO2納米溶膠和Rucostar整理劑對真絲織物進行復合整理，可在織物表面形成一層含有TiO2納米聚集體的顆粒的膜結(jié)構(gòu).

2) 真絲織物經(jīng)過TiO2納米溶膠和Rucostar整理劑整理后，抗紫外線和三防等性能發(fā)生改變.洗滌次數(shù)增加，鈦溶膠濃度增加，烘焙時間延長，織物的UPF值都明顯升高，防水、防油、易去污、抗斷裂等性能逐漸降低.烘焙溫度升高，織物的UPF值不斷增加，相應的防水、防油、易去污等性能也逐漸增強，而抗斷裂伸長性能有所減弱，沒有發(fā)現(xiàn)處理后的織物有明顯抗霉菌性能.

3) 綜合考慮織物的抗紫外線和三防等性能，最佳的整理工藝為整理劑質(zhì)量濃度40 g/L、軋余率70%、織物洗滌10次，鈦溶膠濃度25%，烘焙溫度130 ℃、烘焙時間3 min.

參考文獻：

[1] 廖選亭. 功能纖維及功能紡織品的開發(fā)與研究[J]. 輕紡工業(yè)與技術(shù)，2013(3)：77-79，102.

[2] 葛傳兵. 關(guān)于功能性紡織品發(fā)展的探討[J]. 天津紡織科技，2015(1)：1-3，8.

[3] 劉理璋，趙瑩，廖曉華，等. 功能紡織品[J]. 染整技術(shù)，2013，35(1)：7-11.

[4] 袁菁紅. 鈦氟納米溶膠對厚重雙縐真絲織物防紫外拒水復合整理研究[J]. 絲綢，2013，50(6)，11-15.

[5] 楊世玉，盧坤，郭愛蘭，等. 真絲織物的鈦氟溶膠抗紫外拒水整理[J]. 印染，2013(3)：10-12.

[6] 陳楠楠，黃海建，王強，等. 二氧化鋯納米溶膠對真絲織物的抗紫外整理[J]. 絲綢，2011，48(10)：1-3.

[7] 劉永成，邵正中，孫玉宇，等. 蠶絲蛋白的結(jié)構(gòu)和功能[J]. 高分子通報，1998，50(3)：17-23.

[8] 李邦玉. 納米自清潔紡織品的制備及其自清潔性能評價方法[J]. 蘇州市職業(yè)大學學報，2015，26(3)：2-5.

(責任編輯：李 華)

引文格式： 李邦玉，劉夢，劉秋萍，等.鈦溶膠及Rucostar整理劑對真絲織物功能化整理研究[J].蘇州市職業(yè)大學學報，2016，27(2)：2-5.

中圖分類號：TS195.5

文獻標志碼：A

文章編號：1008-5475(2016)02-0002-04

DOI：10.16219/j.cnki.szxbzk.2016.02.001

收稿日期：2016-03-01；修回日期：2016-03-25

基金項目：江蘇省絲綢織繡產(chǎn)品功能檢測試驗基地建設(shè)資助項目；江蘇省大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目( 201411054011Y)

作者簡介：李邦玉(1968-)，男，安徽宣城人，教授，博士，主要從事有機化學及應用化學研究.

Study of Functional Finishing of Silk Fabrics with Nano-TiO2- sol and Rucostar Agent

LI Bang-yu，LIU Meng，LIU Qiu-ping，HUANG Yang-yang，LIU Chen
(School of Education and Humanities，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

Abstract：In order to increase the added value， the silk fabric is treated by Nano-TiO2-sol and Rucostar finishing agent. The detection of the treated silk fabric by SEM reveals that a layer of membrane structure containing TiO2-nano aggregate particles is formed on the surface of the fabric. The test result shows that the UPF value of the treated silk fabric increases with the increase of washing times， itanium sol concentration and baking time， and the waterproof， anti-oil， anti-fouling， and anti-fracture properties are weakened gradually. Raising the baking temperature increases the UPF value of the treated silk fabric， and enhances waterproof， anti-oil， anti-fouling，anti-fracture properties. The experiment also shows that the fabric thus treated has no significant resistance to aspergillus niger.

Key words：Nano-TiO2-sol；Rucostar finishing agent；silk fabrics；functionalization