织物整理剂,水溶性甲壳素,环保织物阻燃剂,地毯抗菌剂,纺织品概要

1、甲壳素纤维抗菌织物的染整工艺山东潍坊二印纺织印染有限公司（261006）董瑛李传梅韩杨摘要对甲壳素纤维及其与棉和涤棉混纺织物进行了试验和大车试生产，就甲壳素 纤维及其含量、印染加工对抗菌效果的影响等因素进行了研究试验和大试表明， 含一定量甲壳素纤维的棉和涤棉混纺印染产品具有明显的抗菌效果，但效果不 同。关键词染整甲壳素抗微生物性机织物1引言目前，世界上所采用的甲壳素纤维和壳聚糖纤维生产方法大致有交联法（利用交联剂使壳聚糖与棉纤维结合制成卜混入法（即Chitopoly法，将甲壳素、壳聚糖进行 微细粉末化后混入一般纤维制成卜涂层法（将一般纤维在壳聚糖溶液中浸渍后再 脱永、干燥制成卜克莱比昂法（Cr

2、abyon法，将人造纤维与壳聚糖共同利用溶解酶 以7:3的比例混合制成卜湿法纺丝法（将甲壳素或壳聚糖溶解在溶剂中配成纺丝 原液喷丝，于凝固浴中处理而制成）。严格地讲，甲壳素纤维和壳聚糖纤维是有区别的。本文采用的是国产壳聚糖纤维，但考虑到人们的习惯称呼，仍沿用甲壳素纤维的叫法。我国对甲壳素的研究始于1954年，并于20世纪50年代开展了甲壳素纤维和壳聚 糖纤维的工业化试生产10目前日本、韩国和中国等少数国家已实现了甲壳素和 壳聚糖纤维的工业化生产。2甲壳素纤维织物的抗菌基本原理甲壳素属于碳永化合物中的多糖（图1）。甲壳素结构式中糖基中的N-乙酰基被脱 去55%以上时，则成为甲壳素的最重要的衍生物

3、壳聚糖 2（图2）,化学名称为1- 4-二胺基-2-脱氧-B，葡聚糖。图1甲壳素的结构式图2壳聚糖的结构式甲壳素纤维中，其壳聚糖成分具有抗菌作用。壳聚糖对细菌和霉菌的抗菌作用原 理为:壳聚糖带的阳离子与构成微生物细胞壁的唾液酸 (SIALIC)或磷脂质阴离子发 生离子结合，束缚了微生物的自由度，阻碍其发育。壳聚糖还被分解成低分子， 渗透到微生物细胞壁内，阻碍遗传因子从 DNA到RNA的转移，从而阻止了微生 物的发育。对细菌中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的最小生育阻止浓度为10-2Omg/kg,对灰霉菌、斑点病菌的最小生育阻止浓度为l0mg/kg,均显示出极高的抗菌性3。3甲壳素和壳聚糖纤维的性质

4、甲壳素和壳聚糖纤维呈白色或灰白色半透明状，无味、无臭、无毒性，壳聚糖纤 维略带珍珠光泽，其物理指标见表 1。w酚基化、竣甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应， 从而生成不同性质的衍生物，扩大了其应用范围。由于甲壳素大分子内具有稳定的环状结构，大分子间存在强氢键作用，使它的溶 解性能较差，不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂。壳聚糖分子中由于大量 氨基的存在，使其溶解性能大大优于甲壳素，能溶于稀酸中。4织物据有关资料介绍，若纺织品中的甲壳素纤维含量为0.5%,对金黄色葡萄球菌即有抑菌效果；甲壳素纤维含量在2%以上时，抑菌效果接近100%。为此，我们有针 对性地选择了棉和涤棉

5、织物。4.1 甲壳素纤维棉混纺织物棉99%/甲壳素纤维1% 14.5 >14.5 535 283 119cm平布;棉97.5%/甲壳素纤维 2.5% 14.5 W.5 535 283 119cm平布。4.2 甲壳素纤维涤棉混纺织物涤 64.35%/棉 34.65%/甲壳素纤维 1% 14.5 >14.5 433 299 119cm府绸、涤 63.2附 34.3%/甲壳素纤维 2.5% 14.5 14.5 433 299 119cm府绸。5工艺条件的确定甲壳素纤维混纺织物的染整加工，关键是研究其在正常染整加工过程中物理和化 学性质变化，保证其有效含量和生物活性的稳定，从而确定合理的工

6、艺条件。为 此，本文对100%甲壳素纤维和甲壳素纤维混纺织物进行了试验。5.1 水质的影响鉴于甲壳素纤维生物活性的敏感性以及甲壳素纤维的溶解性，用纯甲壳素纤维进 行水质影响试验。将甲壳素纤维分别在室温条件下置于软水、半软水和硬木中 3Omin,烘干后称重并观察。结果表明（表2）,甲壳素纤维在软水和硬水中均能发生不同程度的溶解，失重率 约为0.4%-0.46%;甲壳素纤维在硬水中的失重率最低，仅为 0.4%,这可能是由于 离子吸附所致，纤维的外观和手感也随着软硬水的不同而有所变化。软水半软水硬水失重率%454.604颜色变化黄微黄不黄手感好稍好美5.2 烧碱对甲壳素纤维影响 在窒温条件下，用22

7、0g/l烧碱对甲壳素纤维松弛浸泡 处理3min,永洗烘干后纤维手感稍硬，颜色微黄，失重率达3.1%;处理5min后，纤维开始发粘；处理2Omin后纤维间粘结，水洗烘干后手感特硬，颜色变微 黄色，纤维失重率25%。在室温条件下，用150g/L浓度的烧碱对甲壳素纤维处 理lOmin,纤维手感变硬，颜色变黄，失重率达 3.25%。由此可见，甲壳素纤维 可用220 g/L烧碱在窒温条件下进行处理，时间不宜太长。5.3双氧水对甲壳素纤维的影晌用不同浓度的双氧水（H2O2 2-14 g/L）,在90或100c条件下对甲壳素纤维织物松 弛浸泡处理30min后，失重率达13.8%-16%;而用低浓度H2O2处

8、理时，纤维无异 常发生，失重率仅为1.9%,颜色由白色变为微黄（表3）。由此证明，甲壳素纤维 织物可以进行轻氧漂处理，但应严格掌握双氧水浓度。试验条件现象k +F!#顿色HjOj 2g/L pHMl. HO«30m»n无异常981欣HjO 10/L pHMl» 901 x3(lmin纤维矍*87.2帔谦黄H10“4g/LpH=3 1001 ,30疝n幡断纤推84特映黄5.4 甲壳素纤维煮练试验在平幅煮练工艺条件下：NaOH 30 g/L,稳定剂6 g/L,煮练剂3 g/L, 100CMOmin,对甲壳素纤维进行松弛处理。发现处理后的纤维无发粘或脆损现 象，失重较少

9、，手感柔软，色泽基本无变化。说明正常的平幅煮练工艺适用于甲 壳素纤维织物。表4甲壳素纤维煮练试验结果5.5 冷轧堆工艺试验将甲壳素纤维浸轧一定浓度的 NaOH、H2O2溶液，然后在室温条件下堆置 24h, 水洗、烘干后，纤维手感较好，无明显失重和异常现象发生。5.6焙烘工艺试验将甲壳素纤维在200c焙烘2min后，纤维失重率仅1%,无脆损，无异常变化。 试验证明，甲壳素纤维能够适应焙烘处理。6生产工艺的确定在进行一系列工艺试验后，根据本企业现有生产设备和甲壳素纤维棉及涤棉混纺 织物的工艺适应性，有针对性地选择了几种不同的工艺路线进行大车试生产，确 定了可行的工艺路线和工艺条件。6.1 甲壳素纤

10、维棉织物生产工艺流程烧毛一冷轧堆（NaOH 40g/l,煮炼齐1J 5g/l, H2O2,稳定齐1J, 24h） 一平幅水洗（NaOH 20 g/l,助练剂3 g/l,汽蒸 102 c 30 分钟,H2O21 g/l,稳定剂 3 g/l,汽蒸 94 c 30 分钟,pH=l1） 一丝光（NaOH 220g/l） 活性染料轧染一拉幅漂白产品前处理一棉增白拉幅（增白剂2 g/l）6.2 甲壳素纤维涤棉织物生产工艺流程烧毛一平幅退煮漂（NaOH 18-20 g/l,助练剂5 g/l, l00C, 40min; H2O2,稳定 剂,pH=l0-11, l00C, 40min）制形（200-2lOC）也

11、光（NaO 210-220 g/l 令散/ 还原轧染一柔软拉幅7结果与讨论7.1甲壳素纤维棉织物和涤棉织物的抗菌效果经过大车生产证明，甲壳素纤维含量 2 5%的棉织物和涤棉混纺织物的染色和漂 白产品均具有明显的抗菌效果（表5、6）,且因为这种抗菌效果来自于甲壳素纤 维，故其具有耐久性。甲壳素纤维棉织物和涤棉混纺织物对大肠杆菌的平均抑菌 率分别为92.86%口 93.27%,对金黄色葡萄球菌的平均抑菌率分别为99.92%?口98.23%。由此可见，甲壳素纤维棉织物与甲壳素纤维涤棉混纺织物的抗菌效果基 本相同。甲壳素纤维混纺织物对金黄葡萄球菌的抗菌效果好于对大肠杆菌的。表5注:抗菌实验方法GBl5

12、979-1995一次性卫生用品卫生标准（下同）实验菌液浓度 （cfu/ml）2.2 104,检测温度20C,相对湿度56%。1#为活性染料染色的甲壳素纤 维棉织物；2#为分散/还原轧染甲壳素纤维涤棉织物；3#为分散/活性轧染甲壳素 纤维涤棉织物；4#为漂白甲壳素纤维棉织物。表6序号平均抑菌率%5min20min1100.00100.00295.8196.45399.03100.00498.0699.84注：实验菌液浓度（cfu/ml）2.0 10（,检测温度20 C,相对湿度56%。织物序号同表 5。7.1甲壳素纤维含量对抗菌效果的影响对甲壳素纤维含量为1%的棉织物和涤棉混纺织物的抗菌实验发现

13、（表7、8）,甲 壳素纤维在织物中的含量是决定抗菌效果的主要因素。当其含量为1%时，混纺织物对金黄色葡萄球菌有抗菌效果，对大肠杆菌则无抗菌效果。表7序号平均抑菌率%5min20mM127.2730.00223.6437.78325.4525.56431.2131.48526.6726,67注：C,相对湿度56%。1#为甲壳素纤维棉织物煮炼后半成品样；2#为甲壳素纤维 棉织物漂白后半成品样；3#为甲壳素纤维棉织物丝光后半成品样；4#和5#为甲壳素 纤维棉织物活性染科焙固法染色样。表8甲壳素纤维织物对金黄葡萄球菌的抗菌效果序号平均抑菌率%Smtn20min197.0097.5221-2298.53

14、363.6673.85496,4199,62597.4099.55注：实验菌液浓度(cfu/ml)1.3 1%检测温度18 C,相对湿度56%;织物序号同表7。7.3印染加工对甲壳素纤维抗菌效果的影响印染加工过程对甲壳素纤维混纺织物的抗菌效果有一定影响，这可通过各半成品 的抗菌效果测试数据(见表7、8)看出，其中丝光后半成品的抗菌效果最差，这与 丝光过程的强碱处理有关。甲壳素纤维混纺织物适用于活性染料、分散，活性、 分散，还原等染色处理；也可用双氧水处理生产理想的漂白产品。8结论甲壳素纤维是一种绿色环保纤维，其织物具有若干优秀的服用性能和保健性能，是一种新兴的抗菌纺织品，值得推广应用。当其在混纺织物中的含量为2.5%以上时，可获得