双子表面活性剂对萘醌防蛀功能色素染色羊毛地毯纱线的应用增效

单国华，赵 涛，肖远淑，董鹏飞，睢成琳，张立影，贾丽霞

（1.新疆大学纺织与服装学院，新疆乌鲁木齐 830046；2.东华大学化学化工与生物工程学院，上海 201620）

羊毛地毯容易受鳞翅目衣蛾或鞘翅目黑皮蠹等蛀虫的蛀蚀，导致地毯使用价值下降［1］。具有升华性的羊毛防蛀片（例如樟脑、萘、对二氯苯）以及磺酰胺型、辛硫磷型、氯苯乙烷型、拟虫菊酯类羊毛防蛀剂等对人体具有潜在危害［2］。天然植物源萘醌化合物不但有颜色，而且还具有抗菌、杀虫、抗氧化、抗肿瘤、抗紫外线等多种功能活性［3-7］。研究表明，以萘醌功能活性结构1,4-萘醌为母体，引入杀虫活性结构得到的萘醌化合物，可以作为潜在的羊毛织物防蛀功能色素（AMNQ）［8］。前期研究表明，AMNQ 应用于羊毛地毯纱线染色时，由于地毯用羊毛纤维具有髓腔多、鳞片厚、氨基酸含量低、杂质多、泛黄度高等特点，颜色深度以及鲜艳度较差，色光发暗。传统皂碱法洗毛工艺去除杂质、提高白度效果较好，但是损伤地毯纱线，不利于染色［9］。双子表面活性剂（GS）是一种特殊的表面活性剂，具有表面活性剂-连接基-表面活性剂结构。与传统表面活性剂相比，GS 具有更低的临界胶束浓度（cmc），更好的表面活性、界面吸附能力、应用性能、正协同效应以及生物安全性，因此被广泛应用于洗涤、抗菌、阳离子改性、药物传递、防锈、新材料制备等领域［10-13］。研究表明，阴离子GS（C-AGS）具有比传统单链表面活性剂更优异的润湿、洗涤等性能［14］。利用C-AGS 对羊毛地毯纱线进行洗涤，探讨其对AMNQ 上染羊毛地毯纱线的影响。

1 实验

1.1 材料及仪器

织物：粗梳和田地毯羊毛纱线（125 tex×2，新疆和田地毯厂）。试剂：AMNQ-1、AMNQ-2、C-AGS（自制，结构如下所示），JFC、皂粉（工业级，市售），乙酸（分析纯，上海山浦化工有限公司），乙醇（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）［8，14］。

仪器：SE202FZH 电子天平［奥豪斯仪器（上海）有限公司］，ASX-24 常温旋转式小样染色机（佛山市精柯纺织印染设备有限公司），Ultrascan Pro 测色仪（美国HunterLab 公司），WSB-3A 智能式数字白度计、Y（B）571-Ⅱ预置式色牢度摩擦仪（温州市大荣纺织仪器有限公司），SW-12A 耐洗色牢度试验机（温州市际高检测仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 C-AGS 洗涤工艺

配方：C-AGS 0%～3.2%(omf)，JFC 0%～3.2%(omf)。工艺流程：羊毛地毯纱线于55 °C 水中浸润5 min，挤干，30～65 ℃洗涤25 min（浴比1∶50），水洗，晾干。

1.2.2 AMNQ 染色工艺

配方：AMNQ-1或AMNQ-2 1%(omf)。工艺流程［15］：洗涤后的羊毛地毯纱线于55 ℃水中浸渍5 min，挤干，40 ℃入染，升温至95 ℃，在pH 3.5 的条件下染色60 min（浴比1∶40），染色结束后皂洗（皂粉1 g/L，浴比1∶20，95 ℃，10 min），温水洗，晾干。

1.3 测试

白度：按照AATCC 110—2005《纺织品的白度测定》用智能式数字白度计测试。

色度：利用测色配色仪在D65、10°条件下测定L*值、a*值、b*值、C*值和h值。

K/S值：利用测色配色仪测试。

色牢度：按照GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验耐皂洗色牢度》测试耐皂洗色牢度；按照GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》测试耐摩擦色牢度。

2 结果与讨论

2.1 C-AGS 洗涤工艺优化

洗涤条件对羊毛地毯纱线白度的影响见图1。

图1 洗涤条件对羊毛地毯纱线白度的影响

由图1a可看出，随着C-AGS 用量的增加，地毯纱线白度增大，在用量为2.0%时达到最大值，继续增加C-AGS 用量，纱线白度稍有减小。C-AGS 的cmc 值较传统表面活性剂低，能够在较低浓度范围内形成胶束，提高洗涤力。由图1b 可知，随着JFC 用量的增加，纱线白度增大，在用量为1.2%时达到最大值，继续增加JFC 用量，纱线白度缓慢减小。随着JFC 用量的增加，C-AGS 与JFC 的正协同作用增强，污渍表面张力显著降低，去除污渍的能力和去除污渍的深度显著增强，表面活性剂能够渗透进入纤维内部去除污渍，纤维白度增加。由图1c 可知，纱线白度随着洗涤温度的升高而增大，在45～50 ℃时增幅较大，洗涤温度大于50 ℃后，白度增幅变缓。温度升高，C-AGS 的洗涤效果提高，羊毛纤维中羊毛脂的熔融加速，羊毛脂与羊毛纤维之间的亲和力降低，更容易去除［9］。综上所述，羊毛地毯纱线优化洗涤工艺为：C-AGS 用量2.0%(omf)，JFC 用量1.2%(omf)，温度50 ℃。

2.2 染色效果

由表1 可以看出，与未洗涤染色地毯纱线相比，洗涤地毯纱线染色后，L*降低，a*、b*、C*、K/S值均增大，表明经C-AGS 洗涤后，污渍去除更深入，染料更易与羊毛地毯纱线结合，染色性能改善。与AMNQ-1相比，AMNQ-2 染色纱线的K/S值更大，这可能是由于其结构中含有水溶性磺酸基，有利于吸附和渗透地毯纱线［8］。

表1 AMNQ 染色地毯纱线的色度参数及K/S 值

2.3 染色牢度

由表2 可以看出，经过C-AGS 洗涤的羊毛地毯纱线染色后，耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度提高，可能是因为羊毛表面污渍的去除更利于AMNQ 与地毯纱线结合。由于AMNQ-2 结构中存在磺酸基，与地毯纱线结合更牢固，AMNQ-2 染色地毯纱线的色牢度大于AMNQ-1。

表2 AMNQ 染色地毯纱线的色牢度

3 结论

（1）C-AGS优化洗涤工艺：C-AGS用量2.0%(omf)，JFC 用量1.2%(omf)，温度50 ℃。经C-AGS 洗涤后，羊毛地毯纱线的白度提高36.8%。

（2）应用AMNQ-1 或AMNQ-2 对洗涤羊毛地毯纱线进行染色，K/S值增大，色牢度提高。