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殼聚糖具有抗菌性、無毒性、生物相容性和生物降解性等多種優(yōu)異的性能,因其聚合作用和天然的抗菌性而成為織物抗菌整理劑,且符合環(huán)保要求。運用多元羧酸在纖維素纖維上固定殼聚糖,其目的是提高抗菌性。檸檬酸作為多元羧酸的代表,經(jīng)酯化反應與棉發(fā)生交聯(lián)。僅用檸檬酸對織物進行抗菌整理會使織物發(fā)黃,研究人員已開始研究能避免發(fā)生泛黃現(xiàn)象的添加劑。本文把檸檬酸作為殼聚糖溶劑的同時,研究其做為棉的交聯(lián)劑的可行性。檸檬酸和纖維素之間、檸檬酸和殼聚糖之間易于發(fā)生酯化反應,而且檸檬酸的自由羧基也會與殼聚糖中的氨基反應形成鹽式鍵,從而實現(xiàn)了殼聚糖在棉織物上的固定。

1實驗部分

1.1原料

殼聚糖(ＣＳ)脫乙酰度為90%,分子量為2700(按照文獻[5,6]方法自制)、檸檬酸(ＣＡ)、醋酸(分析純)、次亞磷酸鈉(ＳＨＰ)、細菌(金黃色葡萄球菌)、洗滌劑。

織物是100%純棉漂白布。

12整理工藝

在室溫下把ＣＳ溶解在7%的ＣＡ溶液中約12ｈ,然后添加催化劑ＳＨＰ和01%非離子表面活性劑。為了進行比較,把ＣＳ溶解在2%的醋酸水溶液中。將織物浸在溶液中當吸收率為織物重量的(80±3)%后,取出晾干→在定型烘干機上預烘(100℃,5ｍｉｎ)→焙烘(180℃,2ｍｉｎ)→水洗→干燥。

13測試方法

1.3.1折皺回復角(ＷＲＡ)

在ＹＧ541Ｂ型彈性儀上按ＧＢ3819—1983進行測定,測試條件是溫度25℃,相對濕度65%。

13.2斷裂強力

采用ＹＧ(Ｂ)026Ｄ250型強力機按ＧＢ3923—1983進行測試。

13.3撕破強力

采用ＹＧ026型強力機按ＧＢ3919—1983進行測試。

13.4織物抗菌性

以金黃色葡萄球菌為指示菌:

抗菌率=(Ｎ0-Ｎ1)Ｎ1×100%

式中,Ｎ0為未整理布樣的菌落數(shù);Ｎ1為整理布樣的菌落數(shù)。

13.5耐洗性

家庭洗滌方法,室溫,浴比為1∶30,在洗衣機中洗滌6ｍｉｎ,晾干,作為一次洗滌過程。

13.6ＣＡ和ＣＳ混合液的濃度

把整理后的棉織物用酸性染料(Ｃ.Ｉ.酸性紅88)和堿性染料(Ｃ.Ｉ.堿性綠4)染色,然后用紫外可見分光光度計(ＵＶｍｉｎｉ1240)來測量反射率。ＫＳ值與ＣＳ中的氨基對酸性染料的吸咐和ＣＡ中剩余的羧基對堿性染料的吸咐有關。

2結果與討論

2.1殼聚糖的濃度對抗菌作用的影響

ＣＳ抗菌作用機理:在酸性條件下,ＣＳ分子中氨基轉化成銨鹽,吸咐帶負電荷的細菌破壞其細胞壁,從而阻礙其發(fā)育。另一種可能是ＣＳ分解成低分子,吸咐細菌后,穿過微生物細胞壁進入到細菌細胞內與ＤＮＡ形成穩(wěn)定的復合物,干擾ＤＮＡ聚合酶或ＲＮＡ聚合酶的作用,阻礙了ＤＮＡ或ＲＮＡ的合成,從而抑制了細菌的繁殖。當用醋酸溶液作溶劑時,抗菌性隨ＣＳ濃度的增大而提高。值得注意的是,僅用ＣＡ溶液整理織物時抗菌率幾乎達100%,所以ＣＡ可以看作是一種抗菌素。

22多元羧酸含量對殼聚糖固著率的影響

交聯(lián)織物上ＣＳ的固定量隨著作為交聯(lián)劑的ＣＡ量的增長而呈線性增長。這是因為隨著織物上ＣＡ的增加,交聯(lián)后織物上的自由羧基顯著增加,從而使棉織物有足夠的自由羧基沒有參加與棉的交聯(lián)反應,織物上的ＣＳ可能通過與自由羧基間的酯化作用或鹽式鍵得到固定。

23焙烘溫度對殼聚糖固著率及白度的影響

隨焙烘溫度的升高,ＣＡ的羧基和纖維素分子中的羥基間的酯化反應也增加,且如果加入弱堿性催化劑會使反應加速。隨著焙烘溫度的升高,織物上ＣＳ吸咐量有所上升。當焙烘溫度達到170℃以上時,ＣＳ的含量也更高,但當焙烘溫度達到190℃時織物明顯呈黃色,因此在180℃時焙烘2ｍｉｎ就足夠了。

24棉織物性能的變化

ＣＡ既是ＣＳ的溶劑,本身也是一種交聯(lián)劑,不同濃度的ＣＡ處理后棉織物的折皺回復角ＷＲＡ、斷裂強力ＴＳ、撕破強力ＡＲＳ及耐久定型ＤＰ如表1所示。

從表1看出,隨著ＣＡ濃度的增大,折皺回復角(ＷＲＡ)、ＫＳ值和耐久定型(ＤＰ)也隨之增大,而斷裂強力和撕破強力由于交聯(lián)的增加而下降。因與棉發(fā)生反應的自由羧基和ＣＡ中羧基基團的存在,使棉可用堿性染料染色。因而經(jīng)整理后的棉,用堿性染料染色后的ＫＳ值間接表示在棉上ＣＡ的含量。