壳聚糖改性羊毛纤维抗静电性能研究

侯江波

（辽东学院轻化工程系，辽宁 丹东 118000）

1 前言

织物抗静电整理是降低织物表面的静电以达到提高织物稳定性目的的整理方法[5]。羊毛纤维主要成分是蛋白质，分子链上含有大量的氨基，氨基中的N会发生亲电反应，引起电荷聚集。壳聚糖则是一种天然碱性多糖，含有大量羟基，两相结合，羟基中的氧电负性减弱，对氢离子束缚能力减小，氨基中孤对电子与氢离子结合，电荷不易聚集，从而达到抗静电整理的目的。

2 实验部分

2.1 实验材料、药品及仪器

2.1.1 实验材料

白色羊毛织物

2.1.2 实验药品

表1 实验所用药品

2.1.3 仪器设备

表2 实验所用仪器设备

2.2 实验操作

2.2.1 整理方法

将壳聚糖溶于2%的醋酸溶液并调配出不同浓度的壳聚糖溶液，以不同的温度、pH值、时间来进行单因素条件的研究，浴比为1:40，实验后自然降温并晾干。之后再进行半衰期的测定，分析影响抗静电性能的各个因素，并针对各个因素选取最佳工艺条件，制定出最优工艺。

相关整理的工艺流程：配置壳聚糖整理液→将织物浸渍整理液→取出织物自然降温并晾干→测定半衰期

2.3 实验测试

2.3.1 半衰期的测定

根据标准GB/T 3819，采用YG（B）342E型织物感应式经典测试仪进行测定。本实验采用的是定压法试验，环境湿度26%，施加高压为100000（V）。试样放入完毕后等待仪器运行，测试结束后获得每组试样的衰减周期及其他相关数据。

2.3.2 断裂强力的测定

根据标准GB/T 3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法），采用大荣026H电子织物强力机进行断裂强力测定。将裁好的试样准备好，然后按照规定操作放入仪器，等待仪器运行结束，获得断裂强力及其他相关数据。

2.3.3 织物含水率的测定

测量烘干前后整理织物与原布重量，然后计算织物含水率。

3 壳聚糖改性羊毛织物抗静电整理的实验结果与讨论

3.1 壳聚糖溶液整理对改性后羊毛织物抗静电性能的影响

3.1.1 壳聚糖浓度对改性后羊毛织物抗静电性能的影响

测定未经过壳聚糖溶液改性的羊毛织物的衰减周期。用不同浓度的壳聚糖溶液对羊毛织物进行整理，然后对改性后的织物进行衰减周期的测定，将其与未改性的羊毛织物的衰减周期进行对比，结果如图1所示。

图1 不同壳聚糖浓度对应衰减周期与未改性前衰减周期的对比

由图1可以看出，壳聚糖浓度11g/L为最优工艺因素。

3.1.2 pH值对改性后羊毛织物抗静电性能的影响

变化整理液pH值，对经不同pH值溶液整理的羊毛织物进行衰减周期的测定，将其与未改性的羊毛织物的衰减周期进行对比。结果如图2所示。

图2 不同pH值对应衰减周期与未改性前衰减周期的对比

由图2可以看出，pH值2.6为最优工艺因素。

3.1.3 整理温度对改性后羊毛织物抗静电性能的影响

将羊毛织物放入相同浓度的壳聚糖整理液中，用不同温度对其整理，然后对整理后织物进行衰减周期的测定，并与未改性前的衰减周期进行对比，结果如图3所示。

图3 不同整理温度对应衰减周期与未改性前衰减周期的对比

由图3可以看出，温度50℃时为最佳工艺因素。

3.1.4 不同整理时间对改性后羊毛织物抗静电性能的影响

将羊毛织物放入相同浓度的壳聚糖整理液中，改变处理时间对其整理，然后对织物进行衰减周期的测定，并与未改性前衰减周期进行对比，结果如图4所示。

图4 不同整理时间对应衰减周期与未改性前衰减周期的对比

由图4可以看出，时间80min为最佳工艺条件。

3.1.5 壳聚糖改性羊毛织物优化工艺

综合分析上述各个单因素实验的数据，得出壳聚糖改性羊毛织物抗静电性能的最佳工艺条件为：壳聚糖浓度10g/L，pH值为2.6，整理时间80min，整理温度50℃，经过此工艺条件处理的羊毛织物的衰减周期较未经过改性的羊毛织物的衰减周期大大减小。

3.1.6 经优化工艺改性后羊毛织物与未改性羊毛织物的强力对比

根据标准GB/T 3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法），将经壳聚糖改性后的羊毛织物与未改性前进行拉伸断裂强力测试，并将结果进行对比，结果如表3所示。

表3 改性羊毛织物与未改性前拉伸断裂强力对比

由表3可以看出，经壳聚糖溶液改性后的羊毛织物断裂强力、断裂强度、断裂伸长及断裂伸长率均大于未改性前的羊毛织物。

3.1.7 经优化工艺改性后羊毛织物与未改性羊毛织物含水率对比

将不同因素中选定的最佳工艺条件进行组合得出最佳工艺配方，并以此对织物进行整理然后进行含水率的测定，测定结果如表4所示。

表4 改性羊毛织物与未改性前含水率对比

由表4可以看出，经壳聚糖溶液改性后的羊毛织物含水率相比于未改性前的羊毛织物有上升，即羊毛纤维的亲水性增加，从而达到抗静电整理的目的。

4 结论

（1）羊毛织物经壳聚糖改性后，抗静电性能大大提高。改性后的羊毛织物衰减周期与原羊毛织物相比，衰减周期降低了接近一半。

（2）壳聚糖改性羊毛织物的最佳工艺条件为：壳聚糖浓度10g/L,pH值为2.6,整理时间80min，整理温度50℃。

（3）羊毛织物经壳聚糖改性后，断裂强力有所增加，织物含水率略有增加。

（4）经过壳聚糖处理后的织物手感都会变硬，但是只要浓度控制得当，织物手感就不会受到很大影响。