前言
滌綸纖維具有優(yōu)良的物理機械性能，應(yīng)用廣泛。但因其吸濕性較差，易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。殼聚糖是一種堿性多糖，無毒，可生物降解，具有良好的生物相容性和抗菌性。殼聚糖分子中存在大量的氨基和羥基，易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是一種新型的多功能整理劑，在印染加工中的應(yīng)用研究廣泛[1，2]。
殼聚糖的抗靜電機理：在酸性介質(zhì)中，殼聚糖分子中的氨基可以吸附氫質(zhì)子形成—NH3+，將其整理到織物上，會使纖維在水中具有離子導(dǎo)電功能，使摩擦產(chǎn)生的靜電荷迅速泄漏，而且還可能產(chǎn)生電中和作用。此外，殼聚糖分子上大量存在羥基和氨基等強極性基團，使殼聚糖分子具有很高的吸濕性，可在纖維表面形成連續(xù)的水膜，為空氣中二氧化碳和纖維中存在的電解質(zhì)提供溶解場所，從而間接地提高了表面電導(dǎo)率。即使在低濕度環(huán)境下，殼聚糖也能顯示其高吸濕性，其吸濕率僅次于甘油，但高于聚乙二醇、山梨醇，而且在水中不會過度溶脹，因而可防止因水引起的耐久性降低[3，4]。
本試驗探討了殼聚糖整理工藝對滌綸織物抗靜電性能的影響，優(yōu)化了整理工藝。
1試驗部分
1.1材料
織物：滌綸織物[東麗酒伊織染(南通)有限公司]
藥品：殼聚糖（食品級，分子量約20萬，脫乙酰度85％左右，南通生物工程研究所有限公司）、丙二酸（化學(xué)純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）、冰醋酸（分析純，汕頭市西隴化工廠）等。
1.2儀器和設(shè)備
HH-S型恒溫水浴鍋（浙江余姚市檢測儀表廠）、JA2003電子天平（上海精科天平廠）、YG(L)342D型靜電測試儀（山東紡科院測控設(shè)備開發(fā)中心）、DHG-9076A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）、LFY-207自動織物硬挺度實驗儀（山東省紡織科學(xué)研究院）、RJ-350Ⅲ軋染機（上海雙翼實業(yè)公司）等。
1.3實驗方法
整理液處方：殼聚糖0.5~2.0%（溶于1%醋酸），交聯(lián)劑（丙二酸）4~12g/L，催化劑（醋酸鈉）4g/L
工藝條件：浴比20:1，烘干溫度80℃，焙烘
工藝流程：滌綸織物浸漬殼聚糖整理液（2min）→二浸二軋（軋余率為100%）→預(yù)烘（80℃×5min）→焙烘（120~80℃×3~12min）→水洗（洗衣粉2g/L，60℃×5min，浴比50:1）→烘干→測試性能。
1.4測試方法
1.4.1殼聚糖的附著率
將整理前后的織物在105℃下烘干至恒重，放在干燥器中冷卻，用分析天平稱重，按下式計算殼聚糖的附著率[5]：
附著率%＝ | G1－G0 | ×100 |
G0 | ||
式中：G0——殼聚糖整理前織物重量、G1——殼聚糖整理后織物重量（g）
1.4.2吸濕性
將試樣在烘箱中（105℃）烘至恒重，在一定的濕度條件下放置24小時，用分析天平稱重，按下式計算吸濕率：
吸濕率%＝ | W1－W0 | ×100 |
W0 | ||
式中：W0——試樣重量（g）；W1——吸濕后試樣重量（g）
1.4.3抗靜電效果
在相同濕度和溫度條件下，用YG(L)342D型靜電測試儀測試織物的靜電壓半衰期，同一種試樣連續(xù)測三次，取其平均值。
1.4.4織物手感
用LFY-207型自動織物硬挺度實驗儀對織物的硬挺度進行測試，同一種試樣正反各測一次，取其平均值。
1.4.5織物的抗菌性
選用常見的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌。將培養(yǎng)皿、移液管、試管洗凈，用報紙包好在160℃烘箱中高溫滅菌兩小時。按標(biāo)準(zhǔn)配方配好培養(yǎng)基，加熱溶解，并不斷攪拌，然后將其在高溫高壓滅菌鍋中滅菌20min。將培養(yǎng)基冷卻到50℃，分裝于培養(yǎng)皿，確保培養(yǎng)基覆蓋培養(yǎng)皿底部，在無菌環(huán)境中移取稀釋的細菌于培養(yǎng)基上，確保細菌覆蓋培養(yǎng)基。將經(jīng)過整理的織物剪成直徑為1cm的圓形，置于細菌培養(yǎng)基上，將培養(yǎng)皿放置于37℃的培養(yǎng)箱中24h。然后測量抑菌圈直徑大小，以衡量抗菌效果。
2實驗結(jié)果與討論
2.1殼聚糖用量對滌綸抗靜電性能的影響
改變殼聚糖用量，其他條件不變，整理后織物的抗靜電性能見表1。交聯(lián)劑濃度為4g/L，催化劑濃度
表1殼聚糖用量對抗靜電性能的影響
殼聚糖用量/% | 洗前附著率/% | 洗后附著率/% | 半衰期/s |
0.5 | 1.04 | 0.40 | 15.79 |
1.0 | 1.58 | 0.91 | 7.64 |
1.5 | 2.15 | 1.39 | 3.87 |
2.0 | 2.44 | 1.70 | 2.97 |
未整理樣 | 0 | 0 | 180.33 |
從表1中可以看出，殼聚糖用量越大，抗靜電效果越好。因為殼聚糖用量增加，織物上殼聚糖的吸附率增大。但是，殼聚糖用量越大，織物的手感越差。因此，殼聚糖用量也不宜過大。
2.2交聯(lián)劑用量對滌綸抗靜電性能的影響
改變交聯(lián)劑的用量，其他條件不變，整理后織物的抗靜電性能見表2。殼聚糖用量為1％，催化劑濃度為4g/L，焙烘溫度160℃，焙烘時間3min。
表2交聯(lián)劑用量對抗靜電性能的影響
交聯(lián)劑用量/g·L－1 | 洗前附著率/% | 洗后附著率/% | 半衰期/s |
2 | 1.49 | 0.90 | 7.68 |
4 | 1.58 | 0.91 | 7.64 |
6 | 1.44 | 0.92 | 10.92 |
8 | 1.45 | 0.95 | 13.15 |
未整理樣 | 0 | 0 | 180.33 |
從表2中可以看出，隨著交聯(lián)劑用量的增加，附著率變化不大，抗靜電效果變差。原因是過多的交聯(lián)劑與殼聚糖氨基發(fā)生反應(yīng)，致使殼聚糖氨基數(shù)量減少，在酸性介質(zhì)中形成的－NH3+數(shù)量也相應(yīng)減少，從而使滌綸纖維的離子導(dǎo)電功能減弱，抗靜電性能減弱。
2.3焙烘時間對滌綸抗靜電性能的影響
改變焙烘時間，其他條件不變，整理后織物的抗靜電性能見表3。殼聚糖用量為1％，交聯(lián)劑用量4g/L，催化劑濃度為4g/L，焙烘溫度160℃。
表3焙烘時間對抗靜電性能的影響
焙烘時間/min | 洗前附著率/% | 洗后附著率/% | 半衰期/s |
3 | 1.58 | 0.91 | 7.64 |
4 | 1.56 | 0.91 | 7.65 |
5 | 1.59 | 0.92 | 7.62 |
6 | 1.58 | 0.91 | 7.63 |
未整理樣 | 0 | 0 | 180.33 |
從表3中可以看出，焙烘時間對整理效果影響不大。而且焙烘時間過長，織物容易泛黃。
2.4焙烘溫度對滌綸抗靜電性能的影響
改變焙烘溫
表4焙烘溫度對抗靜電性能的影響
焙烘溫度/℃ | 洗前附著率/% | 洗后附著率/% | 半衰期/s |
120 | 1.04 | 0.78 | 8.10 |
140 | 1.21 | 0.83 | 7.89 |
160 | 1.58 | 0.91 | 7.64 |
180 | 2.13 | 1.63 | 6.99 |
未整理樣 | 0 | 0 | 180.33 |
從表4中可以看出，隨著焙烘溫度的增加，半衰期逐漸變小，但織物在160℃下焙烘后略有泛黃，180℃明顯泛黃，所以焙烘溫度不宜太高。
2.5正交試驗
通過以上單因素的研究，選取影響抗靜電效果較大的三個因素：殼聚糖用量，交聯(lián)劑用量，焙烘溫度進行正交實驗，試驗結(jié)果及分析見表5。
表5正交實驗結(jié)果
試樣號 | A 殼聚糖用量/% | B 交聯(lián)劑用量/g·L－1 | C 焙烘溫度/℃ | 半衰期/s |
1 | 1 | 3 | 130 | 16.08 |
2 | 1 | 4 | 140 | 19.84 |
3 | 1 | 5 | 150 | 11.47 |
4 | 1.5 | 3 | 140 | 8.70 |
5 | 1.5 | 4 | 150 | 13.89 |
6 | 1.5 | 5 | 130 | 12.17 |
7 | 2 | 3 | 150 | 6.38 |
8 | 2 | 4 | 130 | 8.49 |
9 | 2 | 5 | 140 | 10.14 |
k1 | 15.80 | 10.39 | 12.25 | |
k2 | 11.59 | 14.07 | 12.89 | |
k3 | 8.34 | 11.26 | 10.58 | |
R | 7.46 | 3.68 | 2.31 |
從表5可以看出，殼聚糖用量對滌綸抗靜電性能影響最大，其次是交聯(lián)劑用量，最后是焙烘溫度。
抗靜電性能最好也就是要半衰期時間最短的工藝參數(shù)組合是A3B1C3，即殼聚糖用量2.0%，交聯(lián)劑用量3g/L，焙烘溫度150℃。
2.6整理對滌綸織物吸濕性、抗菌性能和手感的影響
采用上述正交試驗得出的最優(yōu)工藝對滌綸織物進行整理后，與未整理的空白樣進行吸濕性、抗菌性和硬挺度的比較，測試數(shù)據(jù)如表6所示。
表6吸濕性、抗菌性能和硬挺度的比較
試樣 | 吸濕率/% | 抑菌圈直徑/mm | 硬挺度/cm | |||
大腸桿菌 | 金色葡萄球菌 | |||||
空白樣 | 0.65 | 12 | 10 | 3.48 | ||
整理樣 | 0.77 | 15 | 12 | 6.41 | ||
從表6<
3結(jié)論
（1）影響滌綸織物抗靜電效果的主要因素是殼聚糖用量、交聯(lián)劑用量及焙烘溫度。
（2）殼聚糖對滌綸織物抗靜電整理的最佳工藝是：殼聚糖用量2.0%，交聯(lián)劑用量3g/L，催化劑用量4g/L，焙烘時間3min，焙烘溫度150℃，浴比20:1。
（3）滌綸織物經(jīng)殼聚糖整理后具有較好的吸濕性和抗菌性，但手感發(fā)硬。
參考文獻
[1]楊棟梁.殼聚糖在織物功能整理中的應(yīng)用（一）[J].印染，2003，29（4）:34-36；（5）:36-38.
[2]李戰(zhàn)雄，靳霏霏，謝曉青.殼聚糖降解及在織物整理中的應(yīng)用[J].印染助劑，2006，23（4）：20-22.
[3]Secong-ilEom.UsingChitosanasanAntistaticFinishforPolyesterFabric[J].AATCCReview，2001，(3)：57-60.
[4]徐旭凡.殼聚糖對滌綸織物處理的探討[J].紡織學(xué)報，2003，24（5）：466-468.
[5]陳貴翠，張立峰，魏賽男.提高細旦滌綸仿真絲織物的濕舒適性研究[J].絲綢，2007，（9）：26-28.
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