真絲綢手感柔軟,懸垂性好,光澤柔和,一直受到人們的喜愛(ài),但其回彈性差,易折皺。為了改善真絲綢的回彈性,往往采用整理劑對(duì)其進(jìn)行防皺整理。目前,多元羧酸作為一種無(wú)甲醛防皺整理劑,受到普遍的關(guān)注。檸檬酸是一種多元羧酸,能與纖維發(fā)生交聯(lián),從而提高織物的彈性:而且價(jià)格便宜。酒石酸是一種二元羧酸,可作為檸檬酸交聯(lián)的活化劑[1],提高檸檬酸防皺整理的效果。
殼聚糖是由存在于動(dòng)物外殼的甲殼質(zhì)經(jīng)脫乙酰而得到的產(chǎn)物,資源十分豐富,其應(yīng)用越來(lái)越廣。在紡織領(lǐng)域,它是一種綠色的抗皺劑[2]。
本文將檸檬酸,酒石酸、殼聚糖同時(shí)應(yīng)用于真絲綢抗皺整理,討論了多種因素的影響,取得了良好的效果。
1實(shí)驗(yàn)
1·1·材料、藥品及儀器
材料:11216練白真絲電力紡。
藥品:檸檬酸、酒石酸、次亞磷酸鈉、三乙醇胺等,均為分析純,滲透劑為工業(yè)級(jí)。
殼聚糖:食品級(jí),脫乙酰度90%左右,分子量約40萬(wàn)。
儀器:WS-SD色度白度儀,YG(B)026D-500織物強(qiáng)力機(jī),RJ-350Ⅲ型軋染機(jī)。
1·2實(shí)驗(yàn)方法
將真絲綢在含有檸檬酸、酒石酸、殼聚糖、次亞磷酸鈉、三乙醇胺等的整理液中二浸二軋,軋余率為80%。浸軋后的真絲綢在80℃烘2min,然后在150-l90℃焙烘1.5-3.5min,50℃熱水充分水洗,冷水洗,最后烘干,測(cè)試其性能
1·3測(cè)試
白度:將試樣疊成8層,在WS-SD色度白度儀上測(cè)8次,取平均值。
物理機(jī)械性能:干態(tài)折皺回復(fù)角(緩彈)按GB/T3819.1997測(cè)定,斷裂強(qiáng)力按GB/T3923·1997測(cè)定,名義夾持長(zhǎng)度為l00mm。
耐洗滌性能:整理后的織物用洗衣粉(2g/L)浸泡5min;揉洗、漂洗各2min,作為洗滌一次,測(cè)定洗滌若干次后的折皺回復(fù)角。
2結(jié)果與討論
2·1檸檬酸與酒石酸摩爾比對(duì)織物性能的影響
固定其他工藝條件,僅改變檸檬酸與酒石酸的摩爾配比,測(cè)定整理織物的性能,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1檸檬酸與酒石酸摩爾比對(duì)織物性能的影響
檸檬酸< | 1:0 | 4:1 | 3:1 | 2:1 | 1:1 | 1:2 | 1:3 | 1:4 | 0:l | 原料 |
折皺回復(fù)角(°) | 256 | 259 | 265 | 268 | 273 | 262 | 258 | 256 | 236 | 218 |
白度% | 38.23 | 69.12 | 70.79 | 72.04 | 73.28 | 73.90 | 74.41 | 74.88 | 74.84 | 75.91 |
斷裂強(qiáng)力N | 298 | 302 | 303 | 304 | 305 | 303 | 305 | 304 | 302 | 321 |
注:羧酸總濃度8%,次亞磷酸鈉7%,殼聚糖0.05%,三乙醇胺3%,滲透劑2g/L,焙烘溫度l70℃,焙烘時(shí)間2.5min。
從表1可看出,真絲綢用檸檬酸或酒石酸與殼聚糖一起進(jìn)行防皺整理,其折皺回復(fù)角均較小,用酒石酸整理的織物白度較好,而用檸檬酸整理的織物白度較差。若將兩者進(jìn)行復(fù)配,則可以提高織物的彈性,且隨著整理液中酒石酸含量的增加,折皺回復(fù)角增加,當(dāng)兩者的摩爾比為1:1時(shí),折皺回復(fù)角達(dá)最大值,之后則下降。同時(shí),整理液中酒石酸的量增加,織物的白度也增加,而織物的強(qiáng)力則相差不大。這是因?yàn)楸汉鏁r(shí)酒石酸分子的兩個(gè)仲羥基被檸檬酸羧基酯化,形成一種六羧酸(酒石酸二檸檬酸),這種酒石酸二檸檬酸(酯)的交聯(lián)作用比檸檬酸更為有效[1],因而提高了整理效果。當(dāng)檸檬酸與酒石酸的摩爾比為1:1時(shí),檸檬酸與酒石酸可能通過(guò)縮聚作用而產(chǎn)生檸檬酸與酒石酸1:1的交替共聚物,由此所得的聚酯含有大量的成對(duì)羧基,能夠生成纖維多路接技和交聯(lián)所需的五元酐環(huán)[1],從而使整理效果更佳。因此我們?nèi)烧邚?fù)配的摩爾比為1:1。
2·2多元羧酸總濃度對(duì)織物性能的影響
其他條件固定,僅改變多元羧酸的總濃度,測(cè)得試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2多元羧酸總濃度對(duì)織物性能的影響
多元羧酸% | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
回復(fù)角(°) | 235 | 254 | 259 | 266 | 274 | 276 | 277 | 279 |
白度% | 72.25 | 74.0 | 73.55 | 73.13 | 72.86 | 72.44 | 71.62 | 69.80 |
斷裂強(qiáng)力N | 313 | 309 | 307 | 304 | 302 | 300 | 301 | 28 |
注:檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比),多元羧酸濃度為零的整理液用2mol的醋酸配制,其余條件同表1。
從表2可以看出,隨著多元羧酸濃度的增加,處理試樣的白度和斷裂強(qiáng)力均有所下降,而折皺回復(fù)角提高,在多元羧酸濃度大于8%后,折皺回復(fù)角的增加幅度趨緩,這是因?yàn)楦邷乇汉嫦拢人峤?jīng)過(guò)酯化交聯(lián),在絲纖維無(wú)定形區(qū)形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),通過(guò)酯化交聯(lián)而固著在絲素上的羧酸與殼聚糖可發(fā)生酰胺化反應(yīng),在酸和絲素之間形成交聯(lián)[3],從而提高了折皺回復(fù)角,但用量不能太高,否則整理劑與纖維之間反應(yīng)劇烈,有可能在纖維表面形成一層較厚的表面層而使織物的彈性降低[4]。綜合考慮折皺回復(fù)角,白度及斷裂強(qiáng)力等指標(biāo),多元羧酸的總濃度以8%為宜。
2·3殼聚糖濃度對(duì)織物性能的影響
殼聚糖濃度對(duì)織物性能的影響見(jiàn)表3。
表3殼聚糖濃度對(duì)織物性能的影響
殼聚糖濃度% | 0 | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.07 | 0.1 |
折皺回復(fù)角(°) | 253 | 268 | 273 | 273 | 274 | 278 |
白度% | 73.90 | 73.74 | 73.80 | 72.88 | 70.33 | 68.68 |
斷裂強(qiáng)力N | 292 | 296 | 301 | 302 | 303 | 303 |
注:檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比),其余條件同表1。
由表3可知,整理液中加大殼聚糖,可以明顯提高織物的折皺回復(fù)角及強(qiáng)力,且隨著殼聚糖用量的增加而略有增加,而白度則隨著殼聚糖用量的增加而下降。這是因?yàn)樵诙嘣人岷蜌ぞ厶堑恼砀邷乇汉鏁r(shí)殼聚糖能與絲纖維發(fā)生極性吸附,在絲纖維內(nèi)部微隙,表面沉積和成膜,殼聚糖的氨基與絲素的羧基在高溫下形成羧酸胺鹽,進(jìn)而發(fā)生酰胺化反應(yīng);而通過(guò)酯化交聯(lián)固著在絲素上的羧酸,可與殼聚糖發(fā)生酰胺化反應(yīng),在羧酸和絲素之間形成交聯(lián),從而增加了殼聚糖在絲素上的固著[3],提高了整理效果。由于所用殼聚糖略帶黃色,所以隨著其用量增加,織物白度有所下降。另外,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)殼聚糖濃度達(dá)0.1%時(shí),整理織物的手感略為發(fā)硬。綜合考慮,殼聚糖濃度以0.
2·4焙烘溫度對(duì)織物性能的影響
其他條件固定,僅改變焙烘溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。
表4焙烘溫度對(duì)織物性能的影響
焙烘溫度℃ | 150 | 160 | 170 | 180 | 190 |
折皺回復(fù)角(°) | 369 | 266 | 274 | 275 | 279 |
白度% | 75.30 | 73.91 | 73.62 | 69.l8 | 66.23 |
斷裂強(qiáng)力N | 308 | 306 | 302 | 297 | 289 |
注:檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比),殼聚糖0.03%,其余條件同表1表5同。
從表4得知,隨著焙烘溫度的升高,織物的折皺回復(fù)角增加,而白度和斷裂強(qiáng)力則下降,尤其溫度超過(guò)180℃時(shí),白度下降更為明顯。這是因?yàn)槎嘣人崤c殼聚糖和絲素分子間的酯化交聯(lián)及酰胺反應(yīng)都要求較高的溫度,若焙烘溫度低,不足以提供反應(yīng)所需的能量,因而會(huì)影響整理效果。但溫太高,檸檬酸分子會(huì)部分失水變成烏頭酸,部分失去二氧化碳和水變成衣康酸,而衣康酸和烏頭酸含有不飽和和的雙鍵,焙烘時(shí)易使織物發(fā)黃[5],因而焙烘溫度取170℃較合適。
2·5焙烘時(shí)間對(duì)織物性能的影響
焙烘時(shí)間對(duì)織物性能的影響見(jiàn)表5。
表5焙烘時(shí)間對(duì)織物性能的影響
焙烘時(shí)間min | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 |
折皺回復(fù)角(°) | 264 | 273 | 274 | 273 | 276 |
白度% | 74.61 | 73.75 | 73.24 | 70.77 | 67.80 |
斷裂強(qiáng)度N | 306 | 303 | 302 | 296 | 285 |
由表5可以看出,隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng),織物的折皺回復(fù)角有所提高,而白度和強(qiáng)力下降,綜合考慮,焙烘時(shí)間以2-2.5min較合適。
2·6次亞磷酸鈉濃度對(duì)織物性能的影響
次亞磷酸鈉是一種較好的催化劑,由表6可知,隨著次亞磷酸鈉濃度的提高,回復(fù)角增加。這是因?yàn)榇呋瘎┐龠M(jìn)了纖維與羧酸的交聯(lián)而使彈性上升,同時(shí)它也是抑制檸檬酸分子內(nèi)脫水而使白度提高。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,次亞磷酸鈉濃度以9%比較合適。
表6次亞磷酸鈉濃度對(duì)織物性能的影響
次亞磷酸鈉濃度% | 2 | 5 | 7 | 9 | 12 |
折皺回復(fù)角(°) | 258 | 266 | 273 | 275 | 273 |
白度% | 70.67 | 71.85 | 73.14< | 73.92 | |
斷裂強(qiáng)力N | 296 | 300 | 302 | 304 | 303 |
注:檸檬酸;灑石酸=1:1(摩爾比),殼聚糖0.03%,焙烘時(shí)間2min,其余條件同表1。
2·7整理后織物的耐水洗性能
用優(yōu)選的整理工藝對(duì)織物進(jìn)行整理,然后測(cè)定其耐水洗性能,結(jié)果見(jiàn)表7。
表7整理后織物的耐洗性
洗滌次數(shù) | 未洗滌 | 5次 | 10次 | 20次 | 原樣 |
折皺回復(fù)角(°) | 273 | 261 | 260 | 258 | 218 |
從表7可以看出,隨著洗滌次數(shù)的增加,整理織物的折皺回復(fù)角下降,但仍比原樣高得多。這說(shuō)明經(jīng)高溫焙烘后,檸檬酸,酒石酸、殼聚糖等在織物上的固著比較穩(wěn)定,有良好的耐洗性能。
3結(jié)論
1、用檸檬酸和酒百酸1:1摩爾比進(jìn)行復(fù)配,并與殼聚糖一起對(duì)真絲綢進(jìn)行整理,明顯提高了真絲綢的折皺回復(fù)角,并且有良好的白度和斷裂強(qiáng)力。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出最佳的整理工藝為:檸檬酸:酒石酸=1:1(摩爾比),羧酸總濃度8%,殼聚糖濃度O.03-0.05%,次亞磷酸鈉濃度9%,三乙醇胺3%,滲透劑2g/L,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間2-2.5min。
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