氯化钙/甲酸溶液整理柞蚕丝织物的研究

李佳琳，刘彭新月，张云川，石海霞，刘若华

（东华大学 纺织学院，上海 200051）

柞蚕丝织物在我国丝绸产品中占有相当重要的地位[1]，但与蚕丝相比，柞蚕丝存在缺乏悬垂飘逸、手感粗糙等缺点，使其在推广和应用方面受到一定限制[2-5]，因此探究通过对柞蚕丝改性来提高柞蚕丝织物的市场竞争力。

钙离子对柞蚕丝的改性可使其结晶区和非结晶区发生部分溶解，纤维产生一定程度的剥离和分纤，丝素蛋白纤维内部产生微孔，从而使丝素蛋白纤维在微观上表现出多层剥离和多孔特性，影响柞蚕丝的纤维形态结构、织物柔软性能与强力等。

1 实验

1.1 实验材料与仪器

1.1.1 实验材料

柞蚕纯纺面料，平纹，经密412 根/10cm，纬密328根/10cm，平方米克重为55.7g/m2。

1.1.2 实验药品

无水碳酸钠（AR）、无水氯化钙（AR），甲酸（浓度85%），乙二胺四乙酸二钠（EDTA）。

1.2 实验内容

将试样置于甲酸浓度为2.5%、5.0%、10.0%、20.0%氯化钙/甲酸溶液中，浴比1:100，分别研究不同温度（30℃、50℃、70℃）、不同钙离子浓度（1:24mol、1:12mol、1:8mol）、不同处理时间（15min、30min、45min）等条件下钙离子对柞蚕丝性能的影响。

实验步骤：氯化钙甲酸溶液整理、5% EDTA 溶液脱钙、去离子水洗涤、烘干、测试。

1.3 测试方法及表征

SEM 分析：TM 3000 型台式电子扫描显微镜。

红外光谱测试：Spectrum Two 型傅里叶变换红外光谱仪。

失重率测试：电子分析天平（精度：0.01g）；分别称取蚕丝面料在实验前后的重量G1、G2，求失重率。失重率（%）=（G1-G2）/G1×100%。

抗弯刚度变化率测试（柔软度）：LY-01 型织物电子硬挺度测试仪；按GB/T18318-2001 标准进行测试，根据结果，计算抗弯刚度变化率（%）=（G1-G2）/G1×100%。

强力变化率测试：HD026N-300 型多功能织物强力机；参照GB/T3917.2.3 标准进行测试，根据结果计算强力变化率。强力变化率（%）=（F1-F2）/F1×100%。

2 结果与讨论

2.1 SEM 分析

处理前后柞蚕丝纵横向形态SEM 如图1 所示。

图1 氯化钙/甲酸溶液整理后柞蚕丝形态变化

由图1 可见，经过氯化钙/甲酸溶液处理后，丝素微溶，纤维产生微孔，表面不再光滑，纵向产生微小沟槽；微孔的产生可增加纤维孔隙，改善织物柔软度等性能。

2.2 物理性能分析

2.2.1 失重率变化分析

温度、钙离子浓度、时间与甲酸浓度对织物失重率的影响结果如图2 所示。

图2 失重率变化分析

由图2 可知，在不同甲酸浓度下，温度、钙离子浓度与时间对织物失重率的影响有所不同。失重率随着温度的升高而升高；钙离子浓度越高，织物失重率也越高；整理时间为30min 时织物失重率最高。随着甲酸浓度增加，失重率也随之增加，当达到一定浓度时，失重率达到100%，柞蚕丝全部溶解。

2.2.2 抗弯刚度变化率分析

温度、钙离子浓度、时间与甲酸浓度对柞蚕丝织物的抗弯刚度变化率影响结果如图3 所示。

图3 抗弯刚度变化率分析

由图3 可知，在不同甲酸浓度下，温度、钙离子浓度与时间对抗弯刚度变化率的影响有所不同。随着温度的升高，抗弯刚度变化率先上升后下降，在50℃时，抗弯刚度最小，织物最柔软；钙离子浓度增加，抗弯刚度变化率也增加；随着时间增加，织物柔软度先上升后下降；甲酸浓度增加，织物抗弯刚度变化率均有所增加。

2.2.3 强力变化率分析

温度、钙离子浓度、时间与甲酸浓度对柞蚕丝织物的强力变化率影响结果如图4 所示。

图4 强力变化率分析

由图4 可知，在不同甲酸浓度下，温度、钙离子浓度与时间对强力变化率的影响有所不同。处理时间30min 时，织物强力变化率最大，损失最高；强力变化率随着温度与钙离子浓度的上升而上升。

综上所述，随着甲酸浓度增加，柞蚕丝织物重量、抗弯刚度与强力均有所下降。当温度30℃、氯化钙的浓度摩尔比1∶24mol、甲酸浓度为2.5%、时间30min时，柞蚕丝织物效果较优，但是当反应条件均处于较高水平时，织物全部溶解，因此在氯化钙/甲酸溶液整理柞蚕丝实验中，要合理控制反应条件。

3 结语

钙离子整理能使纤维溶胀及部分丝素溶解，可改善柞蚕丝织物的柔软性能；柞蚕丝经过氯化钙柔软处理，纤维产生微孔，纤维间空隙增加，有利于改善织物吸湿透气性能和染色效果；加入一定浓度的甲酸有助于氯化钙对丝素的溶解反应，但需要合理控制反应条件与甲酸浓度。