在自然界中,甲殼素是地球上含量最豐富的天然有機(jī)化合物之一,其含量?jī)H次于纖維素。它主要
存在于昆蟲類及水生甲殼類等無(wú)脊錐動(dòng)物的外殼上,以及真菌類的細(xì)胞壁上。
甲殼素是白色或灰白色無(wú)定形、半透明固體,相對(duì)分子質(zhì)量因提取方法的差異而有數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)不等,不溶于水、稀酸、稀堿、濃堿、一般有機(jī)溶劑,可溶于濃的鹽酸、硫酸、磷酸和無(wú)水甲酸,但同時(shí)主鏈發(fā)生降解[1]。甲殼素經(jīng)濃堿處理脫去其中的乙酰基,就變成可溶性甲殼素,叫做甲殼胺或殼聚糖,它的化學(xué)名稱為(卜4)一2一氨基一2一脫氧一p.D一葡萄糖,或簡(jiǎn)稱聚胺基葡萄糖。通常所指的甲殼素,大多數(shù)情況下就是指殼聚糖,在應(yīng)用實(shí)踐中,也大多用的是殼聚糖。這種殼聚糖由于它的分子結(jié)構(gòu)中存在大量氨基,從而大大改善了甲殼素的溶解性和化學(xué)活性[2],因此它在醫(yī)療、營(yíng)養(yǎng)和保健等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
甲殼素纖維是一種新型纖維,可以應(yīng)用于紡織服裝和醫(yī)用材料的諸多領(lǐng)域,對(duì)改善人類的健康狀況有著重要作用,具有獨(dú)特的醫(yī)療保健功能。甲殼素是天然抗茵材料,甲殼素纖維在織物中的含量是決定抗菌效果的主要因素,當(dāng)其含量為1%時(shí),混紡織物對(duì)金黃色葡萄球菌有抗菌效果,對(duì)大腸桿菌基本無(wú)抗菌效果,而甲殼素纖維含量2.5%的棉織物和滌棉織物的染色和漂白產(chǎn)品均具有明顯的抗菌效果[3]。目前生產(chǎn)的甲殼素纖維,有以甲殼素單一成分紡絲纖維,有甲殼素與黏膠共混絲纖維即黏膠基甲殼素
纖維,還有甲殼素纖維與其他纖維混紡制成的纖維,比如,甲殼素棉混紡纖維。
1、試驗(yàn)藥品、儀器及設(shè)備
1.1試驗(yàn)藥品
27.5%雙氧水、95%氫氧化鈉、快速氧漂助劑BLG。
1.2試驗(yàn)儀器
250mL容量瓶、50mL量筒、100mL燒杯、玻璃棒、JM6102型電子天平。
1.3試驗(yàn)設(shè)備
AD.24型常溫小樣機(jī)(中外合資廣東精湛染整設(shè)備廠有限公司)、AT-F型常溫雙層溢流染色中樣機(jī)(青島亞大工業(yè)有限公司)、AT-C.38型常溫溢流染色機(jī)(青島亞大
1.1試驗(yàn)樣品
山東濰坊盈德甲殼素有限公司生產(chǎn)的甲殼素棉混紡緯編織物,其甲殼素纖維和棉纖維配比為6.5:93.5,樣品實(shí)際檢測(cè)為6.47:93.53。-
2.2試驗(yàn)步驟
2.2.1試劑的配制
用電子天平準(zhǔn)確脊5塊山東濰坊甲殼素公司生產(chǎn)的甲殼素棉混紡緯編織物各5g,編號(hào)后備用。
用50mL量筒準(zhǔn)確量取25mL濃度為27.5%雙氧水,沿玻璃棒緩慢倒入250mL容量瓶中,然后將量
筒用水沖洗3次,沖洗用水全部加入250mL容量瓶中,將容量瓶中的雙氧水用水稀釋至滿刻度,搖勻
后備用。用電子天平準(zhǔn)確稱取95%固體氫氧化鈉25g。倒入100mL燒杯中,用水溶解后,沿玻璃棒
緩慢倒入250mL容量瓶中,將燒杯用少量水沖洗3次,沖洗用水全部倒入250mL容量瓶中,然后用
水稀釋至容量瓶滿刻度,搖勻后備用??焖傺跗鷦?span style="font-family:times new roman;">BLG的配制方法和氫氧化鈉溶液的配制方法相同。這樣,將3種藥品配制成濃度為100mL/L或100g/L的工作液。
2.2.2試劑的用量
各種試劑的用量見表1。
2.2.3氧漂升溫曲線
氧漂升溫曲線見圖l。
2.2.4氧漂工藝流程
裝鍋一水洗一氧漂一溢流水洗lOmin一熱水洗(70℃×10min)3遍一溢流水洗10min一脫水一
烘干。
2.3測(cè)試結(jié)果及計(jì)算
經(jīng)山東濰坊盈德甲殼素有限公司根據(jù)日本甲殼胺百科書中的甲殼胺定量法測(cè)定,采用不同氧漂工藝處方進(jìn)行加工的甲殼素棉混紡緯編織物中的甲殼素含量見表2。從表2可以看出,在氧漂過(guò)程中,雙氧水的用量對(duì)甲殼素棉混紡緯編織物中的甲殼素含量有一定的影響,隨著雙氧水用量的增加,織物中甲殼素的含量在減少,也就是說(shuō),雙氧水的用量與甲殼素的失重率成正比。特別是當(dāng)雙氧水的用量為10mL/L時(shí),織物的失重率接近10%。這是因?yàn)殡p氧水是氧化劑,在濃度較高時(shí)形成氧化能力很強(qiáng)的羥基自由基對(duì)甲殼素纖維產(chǎn)生氧化作用的原因。鑒于甲殼素纖維生物活性的敏感性以及甲殼素纖維的溶解性
從表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出:
a.比較l、2、3、4號(hào)試樣得出結(jié)論,雙氧水的用量小于10mL/L時(shí),甲殼素失重率較低,考慮到雙氧水對(duì)甲殼素混紡織物中的棉纖維的氧漂效果,雙氧水的用量為5mL/L較合適。這樣即不影響雙氧水對(duì)棉纖維的氧漂效果,又將甲殼素的失重率降到了最低限度。
b.比較2、5號(hào)試樣得出結(jié)論,快速氧漂助劑BLG與氫氧化鈉比較,對(duì)甲殼素的失重率影響較小。
3、大車試生產(chǎn)
織物采用傳統(tǒng)的雙氧水+氫氧化鈉氧漂后,滲透到纖維內(nèi)部的氫氧根離子很難通過(guò)水洗清除出去,即使經(jīng)過(guò)熱水洗也很難清洗干凈,必須經(jīng)過(guò)充分酸洗才能將滲透到纖維內(nèi)部的氫氧根離子中和掉。而氧漂過(guò)程中用快速氧漂助劑BLG替代氫氧化鈉,采用非燒堿快速氧漂助劑+雙氧水進(jìn)行氧漂處理,對(duì)織物的強(qiáng)力和失重率均小于前者,并且,氧漂后不用酸洗b【5】??椢镏苯咏?jīng)過(guò)充分水洗和熱水洗就能將纖維中的氫氧根離子清洗干凈,避免織物烘干后布面出現(xiàn)白片(堿斑)。對(duì)于甲殼素棉混紡織物來(lái)說(shuō),因甲殼素易溶于許多無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸,其在整個(gè)氧漂加工過(guò)程的工作液的pH值應(yīng)不小于6。雖然甲殼素纖維不溶于濃度小于40%的稀硫酸溶液,若甲殼素棉混紡織物采用傳統(tǒng)的燒堿氧漂工藝,漂后的酸處理使用硫酸作為中和用酸,就必須對(duì)酸的濃度、溫度和時(shí)間等條件加以嚴(yán)格控制,此后還必須將酸從織物上徹底洗凈。否則,即使?jié)舛群苄〉牧蛩嵩诤娓蓵r(shí)也會(huì)濃縮而影響織物中甲殼素的含量和織物的手感和強(qiáng)力。
綜合以上分析,采用非燒堿快速氧漂助
了氧漂后用硫酸作為中和用酸對(duì)甲殼素棉混紡織物中氫氧根離子的中和,減少了因硫酸使用不當(dāng),對(duì)甲殼素纖維含量以及織物的手感和強(qiáng)力的影響。因此,中試和大車的先鋒試驗(yàn)均采用快速氧漂助劑替代氫氧化鈉。其非燒堿氧漂工藝處方為:
27.5%雙氧水5mL/L
快速氧漂助劑BLG3g/L
浴比l:10
氧漂升溫曲線同圖l
4、檢測(cè)方法及結(jié)果
采用非燒堿快速氧漂助劑+雙氧水的工藝處方進(jìn)行了中試和大車的先鋒試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)山東濰
坊盈德甲殼素有限公司根據(jù)日本甲殼胺百科書中的甲殼胺定量法測(cè)定,甲殼素棉混紡緯編織物中的甲殼素的失重率為1.35%~6.96%,符合該標(biāo)準(zhǔn)的要求。
5.1在氧漂過(guò)程中,雙氧水的用量對(duì)甲殼素棉混紡緯編織物中的甲殼素含量有一定的影響,隨著雙氧水用量的增加,織物中甲殼素的含量在減少,也就是說(shuō),雙氧水的用量與甲殼素的失重率成正比??紤]到雙氧水對(duì)甲殼素棉混紡織物中棉纖維的氧漂效果,雙氧水的用量為5mL/L較合適。這樣即不影響雙氧水對(duì)棉纖維的氧漂效果,又將甲殼素的失重率降到了最低限度。
5.2快速氧漂助劑BLG與氫氧化鈉比較,對(duì)甲殼素的失重率影響較小。采用非燒堿快速氧漂助劑+雙
氧水進(jìn)行氧漂處理,對(duì)織物的強(qiáng)力和失重率均小于氫氧化鈉+雙氧水的傳統(tǒng)氧漂工藝,并且,氧漂乒
不用酸洗。織物直接經(jīng)過(guò)充分水洗和熱水洗就能將纖維中的氫氧根離子清洗干凈,避免織物烘干后布面出現(xiàn)白片(堿斑)。
5.3根據(jù)日本甲殼胺百科書中的甲殼胺定量法對(duì)中試和大車先鋒試驗(yàn)的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),甲殼素棉混紡緯編織物中的甲殼素的失重率為1.35%~6.96%,符合該標(biāo)準(zhǔn)的要求。
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