紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖改性及其性能分析

第３１卷第７期　纺织　学报　Ｖｏ１．３１．Ｎｏ．７　２０１０年７月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｊｕ１．．２０１０　文章编号：０２５３—９７２１（２０１０）０７—００７９—０６　紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖改性及其性能分析　汪　涛，蓝广芊，敬凌霄，吴大洋　（西南大学纺织服装学院，重庆４００７１６）　摘　要　以柠檬酸（ＣＡ）为交联剂，以磷酸二氢钠为催化剂，对紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖（ｃｓ）。研究了柠檬酸　的质量浓度和水浴处理时间对壳聚糖接枝率的影响，得出最佳处理条件：１５　ｇ／Ｌ　ＣＳ，１００　ｇ／Ｌ　ＣＡ，２０　ｇ／Ｌ磷酸二氢　钠，７０℃水浴下煮６０　ｍｉｎ，然后１３０℃干燥５　ｍｉｎ，室温真空干燥２４　ｈ，壳聚糖接枝率为２．６９％。对比了改性前后棉　织物的染色性能、透湿透气性、折皱弹性和柔软性。结果表明：改性后棉织物的染料上染率为９３．５％，较未处理的　棉织物提高了２０％，染色深度Ｋ／Ｓ值也提高了２４％，而染色牢度没有改善；改性棉织物的透湿性能提高１４％，但透　气性能下降１５％；改性棉织物的折皱弹性均有提高，其中急弹性回复角提高２６．３％，缓弹性回复角提高１４．７％；改　性棉织物的柔软性略有下降。总体来说，接枝壳聚糖改性棉织物的整体性能有所提高。　关键词壳聚糖；棉织物；柠檬酸；改性；性能　文献标志码：Ａ　中图分类号：ＴＳ　１９５．５　Ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｏｎｔｏ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃ　ｂｙ　ＵＶ－ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ＷＡＮＧ　Ｔａｏ，ＬＡＮ　Ｇｕａｎｇｑｉａｎ，ＪＩＮＧ　Ｌｉｎｇｘｉａｏ，ＷＵ　Ｄａｙａｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　ａｎｄ　Ｇａｒｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４００７１６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｃｈｉｔｏｓａｎ（ＣＳ）ｏｎｔｏ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃ　ｂｙ　ＵＶ—ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　（ＣＡ）ａｓ　ｃｒｏｓｓ・ｌｉｎｋｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ａｓ　ｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣＡ　ａｎｄ　ｂａｔｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ＣＳ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ａｓ　ｆｏｌｌｏｗｓ：ＣＳ　１５　ｇ／Ｌ，ＣＡ　１００　ｇ／Ｌ，ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　２０　ｇ／Ｌ，ｂａｔｈｉｎｇ　ｆｏｒ　６０　ｍｉｎ　ａｔ　７０℃，ｔｈｅｎ　ｃｕｒｉｎｇ　ａｔ　１３０℃ｆｏｒ　５　ｍｉｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｖａｃｕｕｍ　ｄｒｙｉｎｇ　ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｏｒ　２４　ｈ．　Ｔｈｅ　ｇｒａｆｔｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ＣＳ　ｗａｓ　２．６９％．Ｔｈｅ　ｄｙｅｉｎｇ　ｐｒｏｐｅ￣ｙ，ａｉｒ　ａｎｄ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｃｒｅａｓｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｈｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｆａｂｒｉｃ．ｔｈｅ　ｄｙｅ　ｕｐｔａｋｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｆａｂｒｉｃ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｏ　９３．５％　（２０％ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｏｎｅ）．Ｔｈｅ　Ｋ／Ｓ　ｖａｌｕｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　２４％ｂｕｔ　ｃｏｌｏｒ　ｆａｓｔｎｅｓｓ　ｒｅｍａｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　１４％ｂｕｔ　ａｉｒ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　１　５％．Ｔｈｅ　ｃｒｅａｓｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｅｎｈａｎｃｅｄ．ｔｈｅｒｅｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｕｔｅ　ｃｒｅａｓｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　２６．３％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｌｏｗ　ｏｎｅ　ｂｙ　１４．７％．Ｔｈｅ　ｓｏｆｔｎｅｓｓ　ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ａ　ｌｉｔｔｌｅ．Ｉｎ　ｇｅｎｅｒａ１．ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｅｎｈａｎｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃ；ｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　棉制服装产品以其优良的穿着舒适性和相对低　廉的价格一直备受青睐，但是棉织物本身又存在一　重地影响了棉织物的产品质量和档次，因此，提升棉　织物品质性能和赋予其功能性一直是研究的重点，　而纤维素接枝改性是其重要手段　。　些不足，如易收缩、易折皱、易褪色、易生霉等，较严　收稿日期：２００９—０６—１９　修回日期：２００９—１０—２６　基金项目：重庆市科技攻关计划项目（２００８ＡＢ１００５）　作者简介：汪涛（１９７９一），男，讲师，硕士。主要研究方向为功能性纺织品。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｔａｏ７９１０＠１２６．ｃｏｍ。　—・８０・　纺织学报　第３１卷　国内外众多研究早已证实，壳聚糖（ＣＳ）及其衍　生物具有良好的生物降解性、生物相容性、无毒、无　污染等性质，还具有优异的抗菌性、吸湿性等功能，　因而成为开发功能性环保纺织品的重要材料，如在　棉纤维素上接枝壳聚糖来增加棉织物的抗菌性　能　。　，可提高棉制品的服用卫生性。　本文以柠檬酸（ＣＡ）为交联剂，磷酸二氢钠为催　化剂，对紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖改性并对改　性前后棉织物的性能进行分析。　１材料与仪器　１．１　材　料　棉坯布（１４．６　ｔｅｘ，平布）；壳聚糖（分子质量为　５０　ｋＤａ，脱乙酰度为８５％，自制），活性艳蓝Ｂ—ＲＶ；　柠檬酸，磷酸二氢钠，氢氧化钠，３０％双氧水，冰醋　酸，平平加，碳酸钠，硅酸钠，亚硫酸氢钠，均为成　都科龙化工试剂厂产品，除双氧水、平平加，其他　均为分析纯。　１．２　仪　器　ＹＧ（Ｂ）４６１Ｄ型数字式织物透气测量仪、　ＹＧ（Ｂ）５４１Ｄ一１１型全自动数字式织物折皱弹性仪，　温州大荣纺织仪器有限公司；ＨＷＳ型智能恒温箱，　宁波东南仪器公司；ＹＧ５０１型电脑式织物透湿仪，　南通三思机电科技有限公司；Ｙ５７１Ｂ型摩擦色牢度　仪，常州第三纺织仪器厂；ＬＦＹ一２０８摆动式织物柔软　度测定仪，山东纺织科学研究院；ＴＵ一１９０１紫外可见　光分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；ＳＷ—　ＣＪ一１ＢＵ洁净操作台，苏州安泰空气技术有限公司；　ＳＨＡ—Ｂ恒温振荡器、ＨＨ一４恒温水浴锅，常州国华电　器厂；海尔冰箱ＢＣＤ一２１５ＫＡＮ　ＤＺ，青岛海尔股份有　限公司；ＪＡ２００３Ａ电子天平，上海精天电子仪器有限　公司。　２　实验方法　２．１　前处理　２．１．１退浆　将棉织物以１：５０的浴比在质量浓度为１０　ｇ／Ｌ　的ＮａＯＨ溶液（另加２　ｇ／Ｌ平平加）中沸煮３０　ｍｉｎ，进　行一次退浆，经水洗后再用２０　ｇ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液（其　他条件相同）沸煮６０　ｍｉｎ，进行二次退浆，然后用温　水浸泡清洗几次后再用冷水多次冲洗。目的是去除　坯布上的浆料和部分天然杂质。　２．１．２煮练　配制煮练液：５　ｍＬ／Ｌ　ＮａＯＨ（３０％），１　ｇ／Ｌ　Ｎａ２ＣＯ３，２　ｍＬ／Ｌ　Ｎａ２ＳｉＯ３（３４．８％），０．１　ｇ／Ｌ平平　加，０．５　ｇ／Ｌ　ＮａＨＳＯ　。调节煮练液ｐＨ值在１０．５～　１１之间，将退浆棉织物以浴比为１：３０沸煮６０　ｒａｉｎ后　取出，用清水洗净，烘干。目的是去除大部分天然杂　质，便于反应物的吸附与扩散。　２．１．３漂　白　配制漂白液：８　ｍＬ／Ｌ　Ｈ，Ｏ，（３０％），０．５　ｇ／Ｌ　Ｎａ２ＣＯ３，２　ｍＬ／Ｌ　ＮａＯＨ（３０％），２　ｍＬ／Ｌ　Ｎａ２ＳｉＯ３　（３４．８％），０．２　ｇ／Ｌ平平加。调节ｐＨ值在１０．５～１１　之间，将煮练棉织物以浴比为１：３０在漂白液中沸煮　６０　ｍｉｎ，完毕后取出，用清水洗净，得到纯净洁白的　漂白棉织物。　２．１．４预润胀处理　低温下１０％ＮａＯＨ溶液具有最大的润胀性，碱　润胀后的纤维素可及度提高，而用乙醇代替水洗脱　碱液可阻止纤维素分子的进一步靠近和分子间氢键　的形成，有助于由碱润胀引起的消晶和晶格转化，能　提高纤维素的反应性　，因此，将漂白棉织物在　１０％的ＮａＯＨ溶液中于０℃下放置２４　ｈ，解冻后用　乙醇抽提清洗至中性，干燥备用。　２．２棉织物接枝壳聚糖　将烘干棉织物剪成质量为１　ｇ的方块若干，然后　在２３０　ｎｍ波长的紫外线下辐照６　ｈ，配制２组各６份　壳聚糖溶液。第１组，分别将０．７５　ｇ壳聚糖粉末加　入到质量浓度为４０、６０、８０、１００、１２０、１４０　ｇ／Ｌ的　５０　ｍＬ柠檬酸和质量浓度为２０　ｇ／Ｌ的磷酸二氢钠混　合溶液中，完全溶解，然后分别浸入预处理棉织物，　在７０℃的恒温水浴锅中放置４５　ｒａｉｎ。第２组除柠　檬酸质量浓度均为１００　ｇ／Ｌ，恒温水浴时间分别为　１５、３０、４５、６０、７５、９０　ｍｉｎ￣ｌ＂，其他条件同第１组。恒　温水浴处理后，取出所有棉织物并在１３０　ｏＣ高温焙　烘５　ｒａｉｎ，再在室温下真空干燥２４　ｈ，依次用皂液、　０．１　ｍｏｌ／Ｌ的冰醋酸溶液、蒸馏水清洗，洗脱吸附的　壳聚糖。然后在７０　ｏＣ下烘干直至恒重，称量并记录　数据。性能测试所用改性棉织物均是在此条件下制　备的。　２．３　性能测试　２．３．１　染色性能及色牢度测试　染色与固色：０．０４％活性艳蓝，染液浴比为　１：５０，染色温度为６０℃，染色时间为３０　ｍｉｎ，然后　在９０℃的０．２％Ｎａ　ＣＯ　溶液中固色３０　ｒａｉｎ。绘　制上染曲线，用ＴＵ一１９０１测试并计算样品　第７期　的Ｋ／Ｓ值　。　汪涛等：紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖改性及其性能分析　・８ｌ・　１０　（Ｎ）。式中：　为砝码质量，ｇ；Ａ为砝码悬　臂长。　色牢度测试：摩擦色牢度用Ｙ５７１　Ｂ型摩擦色牢　度仪测定；耐洗色牢度参照ＧＢ／Ｔ　３９２１．３～１９９７《纺　织品色牢度试验耐洗色牢度：试验３》。　２．３．２透湿透气性测试　３结果与分析　３．１壳聚糖接枝率　接枝反应原理如图１　所示。反应以柠檬酸为　交联剂，磷酸二氢钠为催化剂，将壳聚糖接枝到经紫　透气性测试参照ＧＢ／Ｔ　５４５３－－１９９７《织物透气　性的测定》。透湿率测试：棉织物试样剪成直径为　８　ｃｍ的圆形，放入ＣａＣ１　的质量为３　ｇ。室内环境：　温度为２３℃；相对湿度为７１％；透湿仪内环境：温　度为２６．５℃；相对湿度为８９．３％。按标准测试，吸　外线辐照的棉纤维素上。紫外线的长时间辐照，一　方面使纤维素的结构松散，活性增加，明显提高接枝　率；另一方面使纤维素降解，聚合度下降。本文研究　中紫外线辐照时间采用６　ｈ。柠檬酸既是成酸剂，溶　解壳聚糖，又是交联剂，同时能与纤维素和壳聚糖发　生酯化反应从而实现二者的交联。柠檬酸的质量浓　湿２４　ｈ，计算透湿率。　２．３．３折皱弹性回复角测试　回复角参照ＧＢ／Ｔ　３８１９—１９９７《纺织品织物折　痕回复性的测定回复角法》进行测试。　２．３．４柔软性测试　度是影响壳聚糖接枝率的重要参数（见表１）。随柠　檬酸质量浓度的增大，接枝率呈现峰形变化，当其质　量浓度达１００　ｇ／Ｌ时，得到最大接枝率，为１．７２％，　将棉织物试样剪成２．５４　ｃｍ×５．０８　ｃｍ　１０份，选　用砝码质量为２．１５２　ｇ，砝码悬臂长为５０　ＩＴｌｍ。记录　刻盘读数Ｒ　，织物刚柔度Ｓ＝２．７４４　Ｒ　×（　×Ａ）×　因此，柠檬酸质量浓度确定为１００　ｇ／Ｌ。　ｊＯ　紫外线辐照　图Ｉ　在柠檬酸、磷酸二氢钠和紫外线作用下纤维素接枝壳聚糖反应式　Ｆｉｇ．１　Ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｒｏｓｓ—ｌｉｎｋｉｎｇ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｔｏ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｕｓｉｎｇ　ＣＡ，ＮａＨ２　ＰＯ４　ａｎｄ　ＵＶ—ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　表１　不同质量浓度柠檬酸时壳聚糖接技率　Ｔａｂ．１　ＣＳ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ＣＡ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　行。恒温水浴时间对接枝率的影响见表２。　表２不同水浴时间的壳聚糖接枝率　Ｔａｂ．２　ＣＳ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂａｔｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ　注：水浴温度为７０℃，时间为４５　ｍｉｎ，１３０℃干燥５　ｒａｉｎ。　柠檬酸交联纤维素和壳聚糖属于酯化接枝，反　应并不剧烈，甚至比较缓慢。而且交联接枝反应主　注：ＣＡ质量浓度为１００　ｇ／Ｌ，水浴温度为７０℃，１３０℃干燥　５　ｒａｉｎｏ　要在棉纤维的表面进行，壳聚糖分子的大空间位阻　又阻碍了反应的进行和接枝率的提高。磷酸二氢钠　起到缓冲剂和催化剂的作用，能促进接枝反应的进　从表２看出，在６０　ｍｉｎ内，延长水浴时间有利于　壳聚糖的接枝，基本呈线性增加，在６０　ｍｉｎ时得到最　大接枝率，为２．６９％。超：￣６０　ｍｉｔｎ后，接枝率反而逐　・８２・　纺织学报　第３１卷　渐缓慢下降。分析认为，表面接枝是一个动态过程，　在较短时问内，接枝反应相对较容易，交联接枝反应　占主导地位，但随着表面接枝壳聚糖的增加，棉纤维　表面位阻越来越大，可及度变差，因而接枝率会达到　最大平衡。继续延长水浴处理时间，反应则会以壳　聚糖的水解和降解为主，从而导致接枝的壳聚糖数　量和质量下降，即接枝率下降，因此，确定水浴时间　为６０　ｍｉｎ。　综上所述，最佳接枝反应条件（实验编号１０）　为：ＣＡ质量浓度１００￣／Ｌ，ＣＳ质量浓度１５　ｇ／Ｌ，　ＮａＨ　ＰＯ　质量浓度２０　ｇ／Ｌ，水浴温度７０　ｑＣ，水浴时　间６０　ｍｉｎ，１３０℃焙烘５　ｒａｉｎ，再真空干燥２４　ｈ。采用　该工艺改性后，壳聚糖接枝率为２．６９％。　３．２　改性棉织物的染色性及色牢度　改性棉织物的染料上染率（见图２）和染色深度　Ｋ／Ｓ值（见图３）较未处理的棉织物均有较大提高。　从上染曲线来看，染色开始的３　ｍｉｎ内，２种棉织物　的上染情况差别不大，但５　ｍｉｎ后，改性棉织物的上　染率较之未处理的棉织物出现较大增长，最终上染　率达到９３．５％，较未处理棉织物提高２０％。改性棉　织物的颜色明显加深，计算Ｋ／Ｓ值为２．９４，较之未　处理棉织物高出２４％。　糌　透　图２改性棉织物与未处理棉织物的上染曲线　Ｆｉｇ．２　Ｄｙｅｉｎｇ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｆａｂｒｉｃｓ　改性棉织　未处理棉织　图３棉织物染色Ｋ／Ｓ值　Ｆｉｇ．３　Ｋ／Ｓ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｄｙｅｄ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　在染色初始阶段，２种棉织物先被染液浸润，然　后染液再扩散，所以前３　ｍｉｎ主要是染液浸润阶段，　二者的染色情况基本一致。随着棉织物的完全润　湿，染液以扩散和吸附为主，改性棉织物对染料的吸　附明显增加。这是由于壳聚糖独特的分子结构中含　有强亲水性基团一ＮＨ，，使其对许多类型的染料具　有极高的亲和力，包括活性染料、直接染料等　。　棉织物接枝壳聚糖后，在棉纤维表面引入了大量的　强亲水基团，增加了其吸附染料的能力，从而使染料　的上染率大幅提高。　然而，改性棉织物的染色牢度并没有得到改善　（见表３）。其原因是壳聚糖分子比较大，不能进入　纤维内部，只留在纤维的表面，在摩擦时壳聚糖易从　纤维上脱落，从而与壳聚糖结合的染料也随之脱落，　最终使干摩擦牢度有所降低。皂洗牢度基本保持不　变。皂洗过程中由于壳聚糖耐弱碱性洗液，且接枝　较牢固，不易洗脱，所以结合的染料较好地保留在棉　纤维匕。　表３　改性棉织物与未处理棉织物的染色牢度　Ｔａｂ．３　Ｆａｓｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　级　３．３　改性棉织物的透湿透气性　壳聚糖改性对棉织物的透湿性和透气性会有较　大影响。壳聚糖分子中含有大量的亲水性基团　０Ｈ和一ＮＨ，，具有很强的保湿性。大量的亲水性　基团能增强对水分子的吸附和传递，因此，接枝壳聚　糖能增强棉织物的吸湿透湿性。从图４所示的改性　前后棉织物的透湿率可知，棉织物接枝壳聚糖后透　湿性能由原来的１　８４５．７１８　ｇ／（ｍ　・ｄ）提高到　２　１０２．３８３　ｇ／（ｍ　・ｄ），平均提高了１４％。　改性棉织　未处理棉织　图４棉织物改性前后的透湿率　Ｆｉｇ．４　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　而对于透气性的影响则相反。由于壳聚糖分子　的引入，大量依附于棉纤维表面，占据纱线中的部分　空隙，造成气孔通道的堵塞，从而使单位面积的气流　第７期　汪　涛等：紫外线辐照棉织物接枝壳聚糖改性及其性能分析　・８３・　通道数减少，则每秒内通过的空气量减少，即透气性　下降。从图５可知，接枝壳聚糖后棉织物的透气量　由３４１．４６７　Ｌ／（ｉｎ　・ｓ）下降到２８９．１３３　Ｌ／（ｍ　・ｓ），　平均下降了１５％。　改性棉　未处理棉　图５　棉织物改性前后的透气量　Ｆｉｇ．５　Ａｉｒ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　棉织物的透气率接近３００　Ｌ／（ｍ　・ｓ）时仍能较　好地满足服装内外空气对流，而吸湿透湿性的提高　能很好地平衡人体表层相对湿度，保持皮肤干爽，因　此，改性后棉织物的透湿透气性的变化提高了其服　用舒适性。　３．４改性棉织物的折皱弹性　接枝壳聚糖后棉织物的折皱弹性表现出明显的　提高。从表４结果可知，棉织物的经向急弹和缓弹　回复角较纬向的略低。接枝壳聚糖后棉织物经向急　弹回复角平均为６５．５。，较未处理棉织物提高３３％，　纬向提高了２１％。经纬向的缓弹性回复角也分别　提高１２％和１７％。经纬向弹性之和即为对应的折　皱弹性回复角（见图６）。从图中可知，接枝壳聚糖　棉织物的急弹性和缓弹性回复角分别为１３９．４。和　１７６．３。，较未处理的棉织物分别提高了２６．３％　和１４．７％。　表４棉织物改性前后的急、缓弹性回复角　Ｔａｂ．４　Ｃｒｅａｓｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｇｌｅｓ　ｏｆ　ｆａｂｒｉｃｓ　ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　（。）　注：ａ、ｂ均为未处理棉织物样品。　接枝壳聚糖改性棉织物的折皱弹性增大的主要　原因是柠檬酸与纤维素的副反应作用。柠檬酸的多　元羧基也可以和２个纤维素分子的羟基发生酯化反　图６棉织物改性前后折皱弹性　Ｆｉｇ．６　Ｃｒｅａｓｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｇｌｅｓ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　应，把相邻的纤维素大分子链互相连接起来。即　ＣＡ＋２Ｃｅｌｌ一０Ｈ。Ｃｅｌｌ—ＯＯＣ—Ｒ—ＣＯ０一Ｃｅｌ１。这　既减少了分子链间的相对滑移，又减少了纤维素大　分子在新的位置重建氢键的能力，减少了纤维素分　子链在外力作用下构象变化的发生，即纤维的抗外　力形变能力增强，从而提高棉织物的抗皱性¨　，因　此，能改善棉织物抗折皱性。　３．５　改性棉织物的柔软性能　优良的柔软舒适性是棉织物的一大优点，棉纤　维表面接枝壳聚糖后，基本保持了其良好的柔软性。　改性棉织物的尺　值为２．２８，较之前上升了８．５７％，　由２．３．４中的公式计算可知，未处理棉织物的刚柔　度平均为２４４．１×１０～Ｎ，改性后的刚柔度平均为　２６７．３６×１０～Ｎ，较之前下降了９．５％，但手感上仍　保持了棉织物良好的柔软性。　４　结　论　１）柠檬酸在催化剂磷酸二氢钠的作用下能明　显提高壳聚糖在紫外线辐照棉织物上的接枝率。柠　檬酸浓度和恒温水浴处理时间对接枝反应有较大　影响。　２）壳聚糖改性棉织物的染色性能有所提高，对　染料的吸附明显增加，而色牢度没有得到改善。　３）改性棉织物的透气性和柔软性有所下降，而　透湿性和折皱弹性有所提高。总体来说，棉织物接　枝壳聚糖改性后服用性能有所提升。　参考文献：　［１］　陈宇岳，许云辉，王华峰．棉纤维绿色改性研究进展　及其产品开发［Ｊ］．纺织导报，２００５（１）：６—１１．　ＣＨＥＮ　Ｙｕｙｕｅ，ＸＵ　Ｙｕｎｈｕｉ，ＷＡＮＧ　Ｈｕａｆｅｎｇ．Ｅｃｏ．　ｆｒｉｅｎｄｌｙ　ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｌｅａｄｅｒ，２００５（１）：　６一ｌ１　・８４・　纺织学报　第３１卷　［２］　邢晓东，王晓工．季铵盐型抗菌纤维素纤维的辐射接　枝聚合［Ｊ］．化工进展，２００９，２８（１）：１１７—１２０．　ＸＩＮＧ　Ｘｉａｏｄｏｎｇ，　ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏｇｏｎｇ　Ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｆｉｂｅｒ　ｇｒａｆｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓａｌｔｓ　ｂｙ　ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｇｒａｆｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，２００９，２８（１）：１１７—１２０．　［３］　ＳＨＩＮ　Ｈ．紫外线辐照对壳聚糖在棉和ＰＥＴ织物上固　定的影响［Ｊ］．李柯，译．国外纺织技术，１９９８（１１）：　ｌ８—２２．　ＳＨＩＮ　Ｈ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ＵＶ—ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｆａｓｔ　ｃｈｔｉｏｓａｎ　ｉｎｔｏ　ｃｏｔｔｏｎ　ａｎｄ　ＰＥＴ　ｆａｂｒｉｃｓ［Ｊ］．ｕ　Ｋｅ，Ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇ．　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｖｅｒｓｅａｓ，１９９８（１１）：１８—２２．　［４］　王建刚，王亚丽，葛明桥，等．柠檬酸和壳聚糖对棉织　物抗菌整理的研究［Ｊ］．纺织学报，２００６，２７（１）：　８９—９２．　ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎ　ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙａｌｉ，ＧＥ　Ｍｉｎｇｑｉａｏ，ｅｔ　ａ１．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｗｉｔｈ　ａ　ｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ｃｈｉｔｏｓａｎ『Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００６，２７（１）：８９—９２．　［５］　邓兵，陈益人，罗武东．壳聚糖对棉针织物的抗菌整　理研究［Ｊ］．针织工业，２００５（９）：５２—５４．　ＤＥＮＧ　Ｂｉｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｙｉｒｅｎ，ＬＵＯ　Ｗｕｄｏｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｋｎｉｔｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｊ］．Ｋｎｉｔｔｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，２００５（９）：５２—５４．　［６］　唐爱民，梁文芷．纤维素预处理技术的发展［Ｊ］．林　产业化学与工业，１９９９，１９（４）：８１—８８．　ＴＡＮＧ　Ａｉｍｉｎ，ＬＩＡＮＧ　Ｗｅｎｚｈｉ．Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｅｔｒｅａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｓｔｙｒ　ａｎｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，１９９９，１９（４）：８１—８８．　［７］　陈克强，陈仲勋，邢建伟．涤纶超细纤维染色深度与　色度关系研究［Ｊ］．纺织学报，１９９８，１９（１）：３３—３６．　ＣＨＥＮ　Ｋｅｑｉａｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｚｈｏｎｇｘｕｎ，ＸＩＮＧ　Ｊｉａｎｗｅｉ．Ａ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄｅｐｔｈ　ａｎｄ　ｃｏｌｒｉｍｅｔｒｙ　ｏｆ　ＰＥＴ　ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ　ｄｙｅｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　１９９８，１９（１）：３３—３６．　［８］　ＡＬＯＮＳＯ　Ｄ，ＧＩＭＥＮ０　Ｍ，ＯＬＡＹＯ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｃｒｏｓｓ—　ｌｉｎｋｉｎｇ　ｅｈｉｔｏｓａｎ　ｉｎｔｏ　ＵＶ—ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｆｉｂｅｒｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ—ｉｆｎｉｓｈｅｄ　ｔｅｘｔｉｌｅｓ［Ｊ］．　Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００９（１）：２７．　［９］　霍瑞亭．壳聚糖整理对棉织物染色性能的影响［Ｊ］．　印染，１９９９，２５（３）：５—７．　ＨＵＯ　Ｒｕｉｔｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｏｎ　ｄｙｅｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ［Ｊ］．Ｄｙｅｉｎｇ＆　Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ，１９９９，２５（３）：５—７．　［１０］　黄华芹．柠檬酸／壳聚糖对棉织物进行抗皱抗菌整理　的研究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２００３．　ＨＵＡＮＧ　Ｈｕａｑｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ａｎｔｉ—ｗｒｉｎｋｌｅ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｔｏ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｗｉｔｈ　ｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ／　ｃｈｉｔｏｓａｎ［Ｄ］．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ：Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３．