真丝织物辐射接枝N,N'-亚甲基双丙烯酰胺抗皱性能的研究

王 红

（安徽省纤维检验局，安徽合肥 230036）

真丝织物辐射接枝N,N'-亚甲基双丙烯酰胺抗皱性能的研究

王 红

（安徽省纤维检验局，安徽合肥 230036）

以Co-60Y射线为照射背景，研究N,N'-亚甲基双丙烯酰胺接枝到真丝织物后对真丝织物抗皱性能的影响。通过研究射线照射的量、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺单体的浓度以及整理液PH值等因素对真丝织物抗皱研究结果的影响。结果显示:经过接枝后对真丝织物的抗皱具有一定的效果。主要是根据真丝织物的缓弹性回复角来判断各研究因素对真丝织物抗皱效果的判断。其中最好的抗皱效果是在射线40KGy，单体浓度30%，酸碱度在4的时候。

真丝织物；N,N'-亚甲基双丙烯酰胺；共辐射接枝

真丝属于天然材料中的一种，划分在蛋白质纤维这一类，其丝素中含有不同总类的氨基酸，其中18种是对人体有益的。真丝纤维有纤维皇后的美称，因为其可簇集皮肤表面脂膜的新陈代谢，使肌肤更加细腻光滑。采用真丝纤维做成的织物，价格昂贵，真丝织物具有独特的优势，如吸湿性，可染性好，手感丰满，柔软光亮，轻盈华丽等。但是，真丝织物也有很多缺点，如不可折皱、保存方法复杂等。所以近些年各国学者都在研究真丝织物的改性课题，其中引起重大关注的为烯类单体接枝改性课题。接枝改性主要是通过化学方法和辐射方法这两种[1]。其中辐射方法引发是这一种环保的加工技术，其不但操作成本低，容易控制，而且可以不间断操作，确保织物表面的均匀性，同时生产效率较高。已经被报道的辐射接枝共聚主要是真丝织物和甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯晴等单体[2]。本文主要论述真丝织物辐射接枝N,N'-亚甲基双丙烯酰胺改性，有助于真丝织物的改性研究。

1 实验

1.1 实验材料

实验的材料主要选用白色的真丝电力纺产品做样品，剪成42×6cm2的大小，再经由皂洗和水系两种方式，将材料中的丝胶和油渍去掉，在外面晒干后，用45度的温度烘到恒重。其他材料包括由AM国药集团化学试剂有限公司提供的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、三乙醇胺、硼酸、渗透剂JFC、柔软剂、硫氢酸钠、氢氧化钠溶液、氯化氢溶液、丙酮。

1.2 实验仪器

Co-60γ射线辐照装置（装源量15.7万居里，设计100万居里）；SHA-BA电热恒温水浴锅；BL220H电子天平；Y801A型恒温烘箱；YG541-B型织物折皱回复仪；JMU-513型实验小轧车；tensor27红外光谱仪。

2 测试方法

2.1 接枝率：

当样品接枝改性前后出现干重变化就是所谓的接枝率，用公式来表示如下：

接枝率＝(W1-W0)/W0×100%

W0——样品接枝前干重；

W1——样品接枝后干重。

2.2 织物弹性回复角：

依据GB/T3819-1997用YG541-B型织物折皱回复仪测试。

2.3 接枝产物表征：

按照FZ/T01057.8-2007纺织纤维鉴别试验方法测试

3 结果与讨论

3.1 接枝率的影响因素分析

3.1.1 单体AM浓度与接枝率关系

上图反应了真丝织物接枝率与单体浓度之间的走向，不难看出，在单体浓度未达到25%时，接枝率与浓度之间都是呈上升的趋势，但是浓度超过25%之后，接枝率出现了下降走向。真丝织物中的自由基和接枝后的增长链都没有单体小分子游动来得快，因此，在接枝的过程中，主要是单体的小分子向真丝大分子靠拢。当单体浓度逐渐增大时，分子扩散就更为简单，单子分子和真丝大分子接触的次数将会增多，这就使得真丝接枝率增大。但是当单体浓度超过一定数值之后，分子活性受到限制，这样就使得接枝率不会随之上升。与此同时，射线辐射会增加单体之间的碰撞，而且单体之间的碰撞反应高于接枝反应，这就使得接枝率在单体浓度高时反而出现下降走向[3]。

3.1.2 接枝率受到辐照剂量的影响

上图反应接枝率与辐照剂量的走向，辐照剂量由20KGy逐渐增加到50KGy，接枝率呈现出了先上升后下降的走向。真丝织物在接受到不同剂量的射线照射之后，真丝分子通过电子自旋共振图谱进行研究，发现真丝分子自由基含量和剂量成正比[4]。自由基的含量直接影响着接枝率的高低。这样就会影响接枝的反应率从而影响接枝效果。当射线含量大于37KGy后，自由基趋于饱和状态，单体之间的反应增大，使得单体和真丝分子之间的反应降低，因此，在大剂量的射线照射下，真丝的接枝率将会降低。

3.1.3 接枝率受到整理液PH值的影响图3为接枝率和整理液氢离子浓度值之间的关系，通过图3可知，接枝率最低是在溶液的氢离子浓度值在4的时候，这个时候的数值刚好和真丝的等电点比较靠近，所以在溶液的氢离子浓度值和等电点相接近时，溶解的程度和膨化的程度都是最低的。当膨化程度不断降低时，单体向基体大分子自由基也在不断的发生扩散，在等电点时接枝率达到了最低。

3.2 接枝改性后真丝织物抗皱性能变化

表1 接枝改性后真丝织物抗皱性能变化

如表1所示，随着接枝率的上升，织物还弹性回复角增加。这是因为在射线Co-60γ背景下，真丝织物表面接枝的N,N'亚甲基双丙烯酰胺支链长短不一，支链之间的交接增加了织物弹性回复角能力，同时因为接枝聚合物在真丝表面的聚集增大了表面的褶皱回复角。

3.3 正交优化试验

从表1可知，真丝织物接枝N,N'-亚甲基双丙烯酰胺后，织物的抗皱性能得到很大的提高。为了得到最佳的抗皱整理配方，以织物缓弹性回复角为考核指标，取单体浓度、辐照剂量、溶液PH值三个影响因素，每个因素取三个水平进行正交试验。如表2、表3所示：从前面正交试验的极差分析可知：RA＜RC＜RB,也就是说3个元素中对于织物缓弹性回复角影响的大小顺序是：A＜B＜C,最佳工艺为A3B3C2,因此，抗折皱回复角的最佳工艺为辐照剂量40KGy,单体浓度30%，溶液中氢离子浓度值4。

表2 因素水平表

表3 正交分析结果

3.4 接枝共聚物红外光谱分析

根据图4分析可见，经过射线的照射，真丝纤维的羟基震动峰由3291.9cm-1变成3293.9cm-1，波峰增大，这说明在经过照射后，真丝内部的蛋白肽链氢键被破坏，分子之间的空间增大。这将有助于真丝分子中的活性键与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺发生接枝反应。在经过处理以后得真丝氢键的伸缩震动值也发生了增长，而且真丝中的高峰值被吸收，这说明真丝已经和单体发生了一定的有效反应。在差普曲线C中1733.7cm-1处出现了伸缩震动吸收峰，这是N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的羧基震动吸收，这是因为单体中也好有羧基，在与真丝中的羧基反应之后伸缩震动增强。处理后的真丝酰胺出现了波峰下降的趋势，这说明单体和真丝发生了接枝反应，使得真丝内部结构由α卷曲向β折叠转变的走向。

4 结论

4.1 在射线Co-60Y背景下，真丝织物表面接枝的N,N'亚甲基双丙烯酰胺的接枝率较高，接枝率的大小受到单体浓度、辐照剂量、溶液PH值的影响。

4.2 考核标准如果是织物缓弹性回复角时，可以采用正交分析法得出最佳的抗皱工艺：辐照剂量40KGy，单体浓度30%，整理液PH值为4。

4.3 接枝改性后的织物缓弹性回复角有很大的提高。

[1] 陈 黎,黄 晨,等.低温氧等离子体-壳聚糖对真丝织物的复合整理[J].安徽农业大学学报,2012(3):35-36.

[2] 陈克宁,董 瑛.织物抗皱整理[M].北京:中国纺织出版社,2005(06).

[3] 王会勇,刘瑞芹,谢雷东,等.羊毛辐射接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯研究[J].辐射研究与辐射工艺学报,2003,21(3):189.

[4] 李 维,孟家光,等.壳聚糖在真丝针织物抗皱整理中的应用[J].西安工程大学学报,2010(2):7-8.

[5] 胡显荣,王 浩,等.壳聚糖/柠檬酸改性真丝的茶多酚抗紫外线整理[J].印染,2015(8):31-33.

[6] 赵春霞,李明忠,等.γ射线辐照处理对柞蚕生丝性能的影响[J].丝绸,2006(2):22-23.

Radiation of anti-wrinkle graft-copolymerization on silk fabrics with N,N’-methylene-bis-acrylamide

WANG Hong
(Anhui Provincial Fiber Inspection Bureau,Anhui Hefei230036,China)

Co-60yray irradiation for background,the research of N,N'-methylene double acrylamide graft to silk fabric after the impact on the real silk fabric crease resistance.By studying the amount of radiation exposure,N,N'-methylene double acrylamide monomer concentration and finishing liquid PH on silk fabric anti-wrinkle study.Results showed that after grafting of silk fabric anti-wrinkle has certain effect.Is mainly judged by slow Angle of elastic recovery of silk fabric research factors effect on silk fabric anti-wrinkle judgment.Is one of the best anti-wrinkle effect in ray40KGy,monomer concentration thirty percent,ph value in four.

silk fabric；N,N'-methylene-bis-acrylamide；gamma ray radiation graft-copolymerization

TS195

A

投稿日期：2016-08-15

王 红（1981-），籍贯：安徽阜阳，工程师，研究方向：纺织品检测技术。