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生物質(zhì)材料在紡織方面的應(yīng)用

來源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2012年09月25日

3.1 紡織漿料

甲殼素用作紡織漿料,具有良好的成膜耐磨性、生物降解性、抗菌抑菌性,用于上漿的甲殼素漿料多為殼聚糖類。研究表明[21]甲殼素的水溶性與其脫乙酰度密切相關(guān),脫乙酰度在50%左右時(shí)水溶性最好,超過60%或低于40%時(shí)都會(huì)致使其水溶性降低。陳秀苗等[22]利用堿法制備水溶性殼聚糖并調(diào)成漿料,與PVA、淀粉漿料性能做了比較,結(jié)果表明其對純棉紗、滌棉紗的粘附率都高于淀粉和PVA,甲殼素上漿滌棉紗后的強(qiáng)力不均勻率、斷裂伸長不均勻率低于淀粉和PVA,但甲殼素上漿純棉紗后斷裂不均勻率略微偏高。

殼聚糖脫乙酰度的控制由于條件限制不易達(dá)到,但可通過引入親水基團(tuán)、酶降解降低分子量等方法增大殼聚糖水溶性,調(diào)節(jié)粘度以提高其上漿性能。將甲殼素或殼聚糖季銨堿化,使聚合物骨架帶有正電性,可使其在較寬的pH范圍內(nèi)都溶于水;在氮原子上連接含有N的芳香性基團(tuán),如吡啶,使高聚物兼具親水性、疏水性、親核性,拓寬其應(yīng)用范圍,近年來引起了較多研究者的興趣[23]。

3.2 印染助劑

傳統(tǒng)活性染料上染工藝需加入大量的鹽作為促染劑,對廢水處理造成負(fù)擔(dān)。王靖等[24]在殼聚糖羥基和氨基上分別引入羥甲基丙烯酰胺(NMA)和2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(HTCC),用該改性殼聚糖處理棉布,降低了纖維與染料之間的斥力,可實(shí)現(xiàn)無鹽染色,上染率、固色率、K/S值及色牢度均較無鹽未處理的染色效果有所提高,但與加鹽染色的促染及固色效果相比仍有差距,需進(jìn)一步探索。
殼聚糖因其較好的粘著力,能較好將涂料與織物粘著在一起,且可使織物獲得較好的搓洗牢度和柔軟手感。以殼聚糖為主要成分的650粘合劑FD在印染工業(yè)中已得到較為廣泛的應(yīng)用;采用殼聚糖代替阿拉克明作粘合劑,無論國內(nèi)國外均已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

3.3 織物整理劑

張輝等[25]研究發(fā)現(xiàn)使用低分子量的殼聚糖和混合多元酸整理棉織物,可提高織物的抗皺性和透濕性,獲得更好的抗褶皺回復(fù)性,這種回復(fù)性隨殼聚糖濃度的增加先增加后減小。肖高等[26]研究發(fā)現(xiàn)用殼聚糖整理液處理織物后,再用氧氣等離子體處理,可明顯改善其耐洗性、吸濕性,提高拉伸斷裂強(qiáng)度,降低抗彎剛度。Sang-Hoon Lim等[27]研究了一種殼聚糖衍生物NMA-HTCC的合成及其對棉織物整理后的抗菌效果,采用堿催化的冷浸軋方法對織物進(jìn)行整理,僅使用織物重1%的整理劑即可消滅100%的金黃色葡萄球菌,且經(jīng)過50次連續(xù)洗滌之后,抗菌效果仍達(dá)99%。此外殼聚糖衍生物還可用于織物的抗靜電整理、防霉整理、真絲抗泛黃性整理等。

3.4 生物纖維

甲殼質(zhì)纖維或殼聚糖纖維與其他纖維進(jìn)行混紡以提高其成紗強(qiáng)度,甲殼質(zhì)、殼聚糖賦予織物抗菌抑菌性,且對人體無刺激,且由于其具有生物相容、生物降解、抑菌等性能被廣泛用于醫(yī)用紡織品[28]。

4 茶皂素

茶皂素主要從山茶科植物種籽或葉子中提取得到,屬五環(huán)三萜皂苷類物質(zhì),具有良好的乳化性、分散性、發(fā)泡性、滲透性,是一類性能優(yōu)良的非離子表面活性劑[29]。我國作為產(chǎn)茶大國,從廢棄的茶籽餅中提取茶皂素,變廢為寶,獲得經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重效益。

4.1 織物前處理劑

劉昭雪等[30]對棉織物茶皂素前處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究,并對茶皂素工藝、燒堿煮漂工藝、酶氧工藝的成本及效果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明經(jīng)茶皂素工藝處理棉織物的白度、毛效和強(qiáng)力等指標(biāo)均達(dá)半成品要求,但亞麻織物的白度不夠理想,需進(jìn)一步改善,茶皂素工藝簡單、操作簡便、蒸汽時(shí)間短且生態(tài)環(huán)保。采用高剪切分散均質(zhì)法對天然茶皂素進(jìn)行改性,并添加過氧化物漂白組分可制得卜公茶皂素。蔡蘇英等探索了卜公茶皂素的前處理優(yōu)化工藝,結(jié)果表明在條件溫和的卜公茶皂素處理過程中,無需添加其他助劑即可達(dá)到良好前處理效果。

4.2 配制洗滌劑

茶皂素具有擴(kuò)散快、易清洗等優(yōu)點(diǎn),用其配制的洗滌劑可達(dá)到優(yōu)良的去污、起泡、穩(wěn)泡效果,且剝色力小,不破壞織物原有鮮艷顏色,洗滌后的毛織物柔軟、光澤好、白度高、膨松、無氈餅現(xiàn)象,殘脂率和殘堿率合格,各項(xiàng)綜合性能均能達(dá)到冼凈毛的標(biāo)準(zhǔn)[31]。

5 脂肽類物質(zhì)

脂類生物表面活性劑由于具有安全、無污染、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)得到人們的普遍關(guān)注,脂肽類生物表面活性劑是指經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一類兩親性化合物。李名健等[32]從菌種中提取脂肽類物質(zhì),替代皂片作為皂洗劑,對活性染料染色織物進(jìn)行皂洗,探索其最佳皂洗工藝并與傳統(tǒng)皂洗的效果進(jìn)行比較,結(jié)果表明脂肽類生物表面活性劑用量小,可獲得良好的去浮色效果,較傳統(tǒng)皂洗有更好的濕摩擦色牢度。

6 其他生物物質(zhì)材料在紡織方面的應(yīng)用Meyer等[33]將鋸末、木炭、玉米棒、稻殼等用于印染廢水脫色,發(fā)現(xiàn)具有良好的脫色能力,其中木炭和稻殼脫色性能最佳。鐘倩倩[34]等就改性麥草秸稈對酸性艷紅的吸附進(jìn)行了研究,結(jié)果表明改性麥草秸稈對活性艷紅有良好的物理吸附能力。

7 結(jié)語

(1)生物質(zhì)及其衍生物材料在紡織方面的開發(fā)利用具有廣闊的前景,充分利用了大自然給予人類的豐富可再生資源,節(jié)省了石油等不可再生資源的使用,產(chǎn)品生物相容性好,便于生物降解,減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān),可為功能化綠色紡織品開辟新途徑。

(2)生物質(zhì)材料具有來源多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,在一定程度上阻礙了生物質(zhì)材料的開發(fā)利用,因此生物質(zhì)材料開發(fā)利用的關(guān)鍵在于如何利用環(huán)保方法進(jìn)行高效提純,如何通過化學(xué)或物理改性使其更符合人們的需求,如何開發(fā)其在紡織方面更廣泛的用途,相信通過研究人員的不懈努力,在不久的將來,紡織行業(yè)將進(jìn)入一個(gè)生物質(zhì)材料得到充分有效利用的綠色環(huán)保時(shí)代。

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