丝胶对棉织物改性的研究

丁钟复，郝秀芳

(南通纺织职业技术学院，江苏 南通 226007)

DING Zhong-fu, HAO Xiu-fang

(Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong 226007, China)

丝胶对棉织物改性的研究

丁钟复，郝秀芳

(南通纺织职业技术学院，江苏 南通 226007)

以二氯均三嗪化合物作为交联剂，采用丝胶对棉织物进行改性，探讨了不同丝胶质量浓度对改性棉织物性能的影响。结果表明，棉织物用丝胶改性，能提高其尺寸稳定性、抗皱性、吸湿性，但对白度影响不大。

丝胶；二氯均三嗪化合物；棉织物；改性

DING Zhong-fu, HAO Xiu-fang

(Nantong Textile Vocational Technology College, Nantong 226007, China)

近几年来随着人们生活水平的不断提高，环保、安全、健康意识的增强，纺织材料的开发开始注重防紫外线、抗菌、消臭、抗氧化、消炎保健等功能的赋予。蚕丝主要成分是丝素和丝胶，丝胶约占蚕丝质量的20 %～30 %。丝胶蛋白是一种水溶性的球状蛋白，由18种氨基酸组成，多数氨基酸含有羟基、羧基、氨基等极性较强的侧基，并且这些基团比较活泼，具有独特的性能。研究表明，丝胶肽及其水解产物具有优异的吸湿、放湿性能和抗氧化能力，并有抑制酪氨酸酶活性、抗肿瘤、抗衰老、促进胃肠消化、护肤美容等诸多功效[1]。近几年来，丝胶在纺织材料上的应用已经引起了广泛的关注。曾有AruneeKongdee等[2]报道了丝胶对纤维素纤维的表面改性，fujieKurroka[3]等利用柠檬酸使丝胶在棉织物表面固着，陈国强等[4]报道了BTCA与丝胶对棉织物的改性工艺研究等。

本研究将二氯均三嗪化合物作为交联剂，对棉织物进行丝胶整理改性，探讨了不同丝胶量对改性后棉织物的尺寸稳定性、抗皱性、吸湿性、白度等的影响。

1 实 验

1.1 材料及仪器

材料：煮练纯棉织物(32×32/68×68)，丝胶粉(分子质量16 000～18 000，泗洪丝绸公司)，2，4-二氯-6-羟基均三嗪钠盐(河北保定乐凯化学有限公司)，碳酸氢钠(NaHCO3)，二乙醇胺(HN(CH2CH2OH)2)，渗透剂，乙酸。

仪器：YG(B)541D型全自动数字式折皱弹性仪、烘箱、电子天平、WSB-Ⅱ型白度仪、数显恒温水浴锅。

1.2 改性工艺

各取3块30 cm×30 cm棉织物分别浸渍在用0，10，20，30，45，60 g/L丝胶粉和2 g/L渗透剂制成的6种浸轧液中，二浸二轧，轧余率约为100 %，然后经105 ℃焙烘8 min。

接着将上述处理的织物浸渍在浸轧液中，浸轧液用30 %的2，4-二氯-6-羟基均三嗪钠盐60 g/L、碳酸氢钠38 g/L、二乙醇胺10 g/L、渗透剂1 g/L配制，二浸二轧，轧余率约为100 %，在105 ℃下烘干8～10 min后，再用105 ℃温度汽蒸定形20 min。经90～95 ℃皂洗10 min后，水洗干燥，制成丝胶附着量不同的S0、S1、S2、S3、S4、S5共6种试样。

同时还准备了3块30 cm×30 cm棉织物浸渍在用20 g/L丝胶粉和2 g/L渗透剂制成的浸轧液中，二浸二轧，轧余率约为100 %，在105 ℃下焙烘8 min。再经90～95 ℃皂洗10 min后，水洗干燥，作为与试样S2丝胶固着率测试的对比试样S02。

1.3 测 试

1.3.1 尺寸稳定性

棉织物的尺寸稳定性测试按照GB/T 8630—2002《纺织品 洗涤和干燥后尺寸变化的测定》标准测定。

1.3.2 抗皱性

抗皱性按照GB 3819—1997《纺织品 织物折痕回复性的测定》，用织物折皱弹性仪测试整理前后急弹和缓弹折皱回复角，测试3经3纬，取平均值。

1.3.3 白 度

在白度仪上测试，取3次平均值。

1.3.4 吸湿性

以温度为(20±2) ℃、相对湿度为(65±3) %条件下的平衡回潮率表示。

1.3.5 丝胶固着率

测定未处理织物与处理织物表面结合的丝胶粉量，织物表面结合的丝胶粉量用织物的增加质量除以织物原来质量(干质量)，以百分数来表示。

2 结果与讨论

2.1 尺寸稳定性

丝胶用量对棉织物尺寸稳定性的影响见表1。

表1 不同丝胶量改性的棉织物缩水率Tab.1 The Shrinkage Ratio of Cotton Fabric Modi fi ed with Different Mass Concentration of Sericin

由表1可知，随着丝胶质量浓度的增加，棉织物的缩水率减小，但丝胶质量浓度超过30 g/L时，棉织物的缩水率减小速度渐缓，45 g/L丝胶质量浓度时的棉织物缩水率与30 g/L丝胶时的相比仅减小了0.05个百分点。30 g/L丝胶的棉织物手感柔软，而45 g/L棉织物的刚性明显增加，手感变硬。这主要是由于二氯均三嗪化合物的氯原子与丝胶和棉反应，形成棉、二氯均三嗪化合物、丝胶间的交联结构。随着丝胶质量浓度的增加，棉、二氯均三嗪化合物、丝胶间交联反应增强，因此棉织物的缩水率减小，但丝胶质量浓度过大，大部分丝胶蛋白分子只能以网状形式附着在棉纤维表面，不利于与棉织物交联反应，棉织物的刚性增加，手感变硬。

2.2 抗皱性

丝胶用量对棉织物抗皱性的影响见表2。

表2 不同丝胶量改性的棉织物折皱回复角Tab.2 The Wrinkle Recovery Angle of Cotton Fabric Modi fi ed with Different Mass Concentration of Sericin

织物的抗折皱性可用织物的折皱回复角表示，折皱回复角大，则织物的抗折皱性好，反之亦然。试验显示，对棉织物进行丝胶整理后，织物的抗折皱性有明显改善，原因是二氯均三嗪化合物具有2个氯原子，其在碳酸氢钠作用下分别与纤维素纤维及丝胶蛋白中极性基团羟基等活性基团发生接枝、交联反应，由此二氯均三嗪化合物作为桥梁将丝胶交联固着于织物上，纤维大分子间的交联阻止了纤维素受外力作用时大分子链段的滑移，增强其折皱回复能力，提高了织物的抗折皱性。由表2可知，织物的折皱回复角初始随丝胶质量浓度的增加呈上升趋势，但丝胶质量浓度超过30 g/L时趋缓并呈下降趋势。这也是因丝胶质量浓度过大，使大部分丝胶蛋白分子只能以网状形式附着在棉纤维表面，不利于与棉织物交联反应，造成棉织物粗硬、缺乏弹性、折皱回复角下降。

丝胶能固着在织物表面，显然是二氯均三嗪化合物在丝胶大分子、纤维素大分子之间形成了一定程度的交联所致。二氯均三嗪化合物活性基上的2个氯原子都具有反应能力，在适宜的条件下，它们能分别与丝胶、纤维上的活性基团反应生成共价联结。构成蚕丝丝胶蛋白的各种氨基酸中，含量最高的是丝氨酸，可达33 %。此外，丝胶中苏氨酸、酪氨酸的含量也分别达到8.5 %和4.9 %。这些氨基酸都带有含羟基的侧基，因而丝胶结构中羟基的含量大大高于其他基团。这就使得丝胶、纤维素大分子与二氯均三嗪化合物的反应主要是二氯均三嗪化合物活性基之间的反应。二氯均三嗪化合物是能够以架桥形式在纤维素大分子、丝胶大分子间形成交联的，正是这种交联增强了丝胶的固着能力，使丝胶能耐久固着在棉织物表面。

2.3 吸湿性

不同丝胶量改性的棉织物S0、S1、S2、S3、S4、S5的平衡回潮率分别为8.9 %，9.3 %，9.8 %，10.1 %，10.1 %，10.2 %。经丝胶改性处理后的棉织物，由于二氯均三嗪化合物、丝胶大分子、纤维素大分子之间形成了一定程度的交联，在织物表面引入了大量的—OH、—NH2、—COOH等亲水基团，提高了织物表面吸收空气中水分的能力， 因此丝胶蛋白的处理能够改善棉织物的吸湿性能。

2.4 固着率

不同丝胶量改性的棉织物S0、S1、S2、S3、S4、S5、SO2的丝胶固着率分别为1.81 %，3.86 %，4.72 %，5.02 %，5.21 %，5.37 %，1.94 %。S0试样丝胶固着率为1.81 %，是因为经两次浸渍处理后，其含有30 %的2，4-二氯-6-羟基均三嗪钠盐60 g/L、碳酸氢钠38 g/L、二乙醇胺10 g/L、渗透剂1 g/L等成分。

二氯均三嗪化合物能与纤维素大分子以共价键形式结合，二氯均三嗪化合物、丝胶大分子、纤维素大分子之间能形成一定程度的交联，随着丝胶质量浓度的增加，改性后棉织物上的丝胶固着率也随着增加，丝胶质量浓度增加到30 g/L，改性后棉织物上的丝胶固着率增加趋缓。

从S02试样与S2试样比较来看，S2试样丝胶固着率为4.72 %(其中包含二氯均三嗪等化合物)S02试样丝胶固着率为1.94 %(其中不包含二氯均三嗪等化合物)，可知二氯均三嗪化合物以架桥形式在纤维素大分子、丝胶大分子间形成交联，增强了丝胶的固着能力。

2.5 白 度

不同丝胶量改性的棉织物S0、S1、S2、S3、S4、S5的白度分别为83.34，82.76，82.56，81.93，81.64，81.76，未处理试样白度为84.37。可知，丝胶使棉织物的白度略有下降，但下降不大。

3 结 语

二氯均三嗪化合物能够以架桥形式在纤维素大分子、丝胶大分子间形成交联，可增强丝胶的固着能力， 使丝胶能耐久地固着在棉织物表面。用丝胶对棉织物进行改性，能提高棉织物抗皱性、尺寸稳定性、吸湿性，但对棉织物的白度影响不大。

[1] 张雨青.丝胶蛋白的药理及其在医用材料上的应用[J].纺织学报，2003，24(3)：98-100.

[2] KONGDEE A,BECHTOLD T,TEUFEL L.Modification of Cellulose Fiber with silk Sericin[J].Journal of Applied Polymer Science,2005,96(4):1421-1428.

[3] KURROKA F,KURIOKA A.Fixation of Sericin on Cotton Fabric via Crosslink-ing with Citric Acid[J].日杂蚕,2004,2(3): 83-87.

[4] 刘义绘，陈国强.BTCA与丝胶对棉织物的改性工艺研究[J]. 印染助剂，2007，24(4)：27-30.

Study on the Modi fi cation of Cotton Fabrics with Sericin

Used dichloro-triazine compounds as a cross-linking agent, the cotton fabric was modified with sericin, and the influence of the modified cotton fabric was discussed with different mass concentration of sericin. The results showed that the dimensional stability, crease resistance and moisture absorption of cotton fabric were improved after modifying, but the change of white degree was little.

Sericin; Dichloro-triazine compounds; Cotton fabric; Modification

T195.55

A

1001-7003(2010)10-0009-03

2010-03-10

丁钟复(1951－ )，男，教授，主要从事纺织材料研究。