殼聚糖
——綠茶提取液復(fù)合處理對棉織物抗紫外性能的影響*

胡 琴，張 偉

（鹽城工學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

紫外線的波長范圍是100-400納米。紫外線具有殺菌消毒、治療皮膚病、軟骨病等身體保健作用，可是任何東西都有雙刃劍，紫外線也是這樣。中長波紫外線過度的照射，會使皮膚出現(xiàn)紅腫、水泡、皮膚老化、黑色素沉淀等問題，甚至能引起皮膚癌。當(dāng)人們意識到紫外線對身體的危害，就開始提出應(yīng)對紫外線的保護(hù)措施，各種抗紫外線產(chǎn)品由此產(chǎn)生。衣服作為生活必需品對身體起一定遮擋防護(hù)作用，因此有必要利用合適的紡織品來有效地遮擋對身體有害的中長波紫外線，降低紫外線對我們?nèi)梭w的傷害[1]。由于棉纖維本身并沒有抗紫外線的性能，所以對棉進(jìn)行抗紫外功能整理具有重要意義。棉是天然高分子材料，無法通過在紡絲原料中添加紫外線防護(hù)成分達(dá)成整理的目的[2]，因此，后整理是提高其紫外線防護(hù)能力的唯一途徑。本文采用殼聚糖—綠茶提取液作為抗紫外整理劑，對棉織物進(jìn)行整理，采用正交試驗(yàn)探索殼聚糖濃度、綠茶提取液濃度及處理溫度等因素對織物抗紫外線性能的影響，并測試處理前后棉織物其它性能的變化，為功能紡織品的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

棉坯布（市售）；低分子量殼聚糖（分子量為5×104），綠茶提取液；檸檬酸，次亞磷酸鈉，均為化學(xué)純。

1.2 殼聚糖-綠茶處理液對棉織物的處理工藝

采用L9(34)正交表進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)，探索棉織物抗紫外整理的較佳工藝，因素分別為殼聚糖溶液濃度、綠茶提取液濃度及處理溫度，試驗(yàn)指標(biāo)為織物紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值。因素水平表見表1。

表1 因素水平表

將適量的殼聚糖固體溶解于8%的檸檬酸溶液中，再加入6g/L的次亞磷酸鈉，配成不同濃度的殼聚糖溶液。將棉織物放入殼聚糖溶液中浸漬處理，80℃預(yù)烘5min，然后150℃烘焙3min，再經(jīng)40℃溫水充分水洗，接著冷卻洗滌，烘干待用。再將經(jīng)殼聚糖溶液處理后的織物置于不同濃度的綠茶提取液溶液中，浴比為1:50，PH值為6，在一定溫度條件下浸漬1h，最后取出清洗，烘干待用。

1.3 織物性能測定

參照GB/T 18830- 2002《紡織品防紫外線性能的評定》，用紫外分光光度儀測試處理前后棉織物的紫外線透射率，以紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值評價織物抗紫外線效果。UPF值越高, 織物的抗紫外線性能越好。

參照GB/T3932.1-1997《織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力與斷裂延伸率的測定條樣法》，用HD026NS型電子織物強(qiáng)力機(jī)測定處理前后棉織物的斷裂強(qiáng)力。

參照GB/T04019-1997《紡織品織物折痕回復(fù)性的測定回復(fù)角法》測定處理前后棉織物的折痕回復(fù)角。

參照ZBW 04019-1990《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測定處理前后棉織物的毛細(xì)效應(yīng)。

參照GB/3932.1-1997《紡織品織物彎曲長度的測定》測定處理前后棉織物的硬挺度。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖——綠茶處理液處理棉織物的工藝

采用L9(34)正交表分析了（A）殼聚糖濃度、（B）綠茶提取液濃度、（C）處理溫度等因素對棉織物UPF值的影響。表2是殼聚糖—綠茶處理液處理棉織物正交試驗(yàn)的直觀分析結(jié)果，圖1為對應(yīng)的直觀分析圖。

表2 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果分析

圖1 直觀分析圖

根據(jù)表2和圖1可以得出，最優(yōu)方案為B2C1A2，即當(dāng)綠茶提取物濃度為6g/L，處理溫度為50℃，殼聚糖溶液濃度為4g/L時，棉織物的抗紫外效果最優(yōu)。

2.2 對比實(shí)驗(yàn)與討論

根據(jù)上面得出的最優(yōu)方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并對整理后的棉織物的服用性能進(jìn)行測試。未經(jīng)處理的純棉坯布的防護(hù)系數(shù)UPF為15.29。

表3 殼聚糖與綠茶提取物處理前后UPF值的變化

從表3中可以看出，與未經(jīng)處理的原棉相比，只經(jīng)過綠茶提取物整理的棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)明顯提高，UPF值由15.34上升到41.48。由此可見，綠茶提取物具有顯著的吸收紫外線的能力，主要由于茶多酚中的化合物黃烷醇對紫外光區(qū)有較多的吸收峰。經(jīng)過殼聚糖、綠茶提取物處理的棉織物比未經(jīng)殼聚糖處理的但經(jīng)綠茶提取物改性的棉織物的抗紫外性能有顯著提高。這是由于殼聚糖溶液可以促進(jìn)綠茶提取物對棉織物表面活性基團(tuán)的吸附，從而提高其抗紫外效果。

從表3還可看出，與未處理的原棉相比，只經(jīng)過殼聚糖改性處理的棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)變化不大，UPF值僅從15.34上升為18.97。此時的織物的抗紫外效果較差。對比表2和表3，經(jīng)過殼聚糖與綠茶提取物共同整理的織物，棉織物的抗紫外效果明顯提高。當(dāng)綠茶提取物濃度達(dá)到6g/L時，防紫外線效果最好。

2.3 復(fù)合整理前后棉織物的其他性能測試

將未處理的棉織物與經(jīng)殼聚糖、綠茶提取物復(fù)合整理后的棉織物服用性能測試結(jié)果進(jìn)行對比，內(nèi)容如表4。

表4 復(fù)合整理前后棉織物性能測試結(jié)果

從表4中可以看出，棉織物經(jīng)殼聚糖、綠茶提取物復(fù)合整理，抗皺性能顯著提高，主要是由于檸檬酸的橋梁作用，使殼聚糖在棉織物表面交聯(lián)成膜，形成網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)，限制了大分子之間的滑移。此外，斷裂強(qiáng)力有所降低，毛細(xì)效應(yīng)和硬挺度變化不明顯。

3 結(jié)論

棉織物抗紫外線實(shí)驗(yàn)的較佳工藝配方是殼聚糖溶液濃度為4g/L，綠茶提取物溶液濃度為6g/L，處理溫度為50℃，此時棉織物的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF值顯著提高，抗紫外效果最好。經(jīng)殼聚糖、綠茶提取物復(fù)合整理后的棉織物，抗皺性能顯著提高，斷裂強(qiáng)力有所降低，毛細(xì)效應(yīng)和硬挺度變化不明顯。