涤/棉织物γ-聚谷氨酸整理后舒适性研究

　　摘要：为了提高涤/棉织物的服用舒适性,采用γ-聚谷氨酸对其进行整理。研究γ-聚谷氨酸浓度、焙烘温度对涤/棉织物吸湿性、抗静电性和透湿性的影响,找到了γ-聚谷氨酸对涤/棉织物整理的**工艺,并测试了水洗次数对整理效果和手感的影响。研究表明:随着γ-聚谷氨酸质量分数的增加,涤/棉织物的抗静电性能、吸湿性和透湿率都增加,而焙烘温度对涤/棉织物的舒适性影响不大;当γ-聚谷氨酸质量分数为1%,焙烘工艺为110~120℃×3min时,整理的涤/棉织物可达到**舒适效果,并可耐20次水洗。

　　关键词：γ-聚谷氨酸;舒适性;吸湿性;抗静电性;透湿性

　　涤/棉混纺织物有优异的悬垂性、抗皱性,具有手感滑爽、尺寸稳定、易洗快干等特点,深受广大消费者的喜爱,但涤/棉混纺织物有吸湿性差、穿着“闷热”、不吸汗等缺陷,所以,对涤/棉织物的舒适性整理应运而生。可利用HSD亲水功能整理剂[1]、壳聚糖[2]、吡咯烷酮羧酸钠(PCA-Na)[3]及壳聚糖与PCANa复配[4]的方法来改变涤/棉面料的吸湿透湿性并提高涤/棉织物的抗静电性能,以改善织物的穿着舒适性。

　　本文利用γ-聚谷氨酸整理涤/棉织物,以提高织物的舒适性能。γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种水溶性高聚物,保湿性强,是一种生物可降解物质,具有良好的生物相容性及生物完全降解性[5-9]。本文利用其保湿性强这一特点,把γ-聚谷氨酸用于涤/棉织物,以改善织物的舒适性,达到穿着所需要求。

　　1　实验部分

　　1.1　实验仪器和药品

　　材料:γ-聚谷氨酸,南京工业大学生工院;涤/棉(45/55)府绸,市购。

　　仪器:LYF-701B调温调湿箱,山东省纺织科学研究院仪器研究所;LYF-401织物感应静电测定仪,山东省纺织科学研究院仪器研究所;101A-2B型电热鼓风干燥箱,上海实验仪器有限公司;M982实验用轧车,宁波东勇印染机械厂;实验焙烘机,天津华谱合力科技有限公司;玻璃干燥器。

　　1.2　实验方法

　　1.2.1　整理工艺

　　将织物放入一定浓度的γ-聚谷氨酸整理液中,使织物完全浸渍15min后,二浸二轧(轧余率100%),85℃烘干后,再焙烘。

　　1.2.2　涤/棉织物舒适性指标测试

　　吸湿性测试。将试样在烘箱中烘至恒重,称量得W0(**至0.001g),在调温调湿箱(温度为29℃,相对湿度为70%)中放置一定时间,取出称量得W1,按下式计算吸湿率。

　　吸湿率=(W1-W0)W0×100%

　　透湿性测试。在透湿量杯中加入一定量的水,用试样将杯口封住,在室温条件下放置24h,分别称取放置前后的质量,计算试样单位面积上透过水分的质量。

　　抗静电性测试。按照GB/T12703—1991《纺织品静电测试方法》进行测试,相对湿度30%,温度22℃。

　　2　结果与讨论

　　2.1　γ-聚谷氨酸质量分数的影响

　　在γ-聚谷氨酸质量分数不同的条件下二浸二轧涤/棉织物,烘干后于110℃焙烘3min,研究γ-聚谷氨酸质量分数对涤/棉织物抗静电、吸湿性和透湿性的影响。表1和图1示出γ-聚谷氨酸质量分数对涤/棉织物抗静电性能的影响。

　　

 

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　　由表1和图1可见,随着γ-聚谷氨酸质量分数的增加,织物的抗静电性能显著增强。涤/棉织物的静电主要来自疏水的涤纶纤维。涤/棉织物的感应电压从未整理织物的10.68kV下降到整理织物的0.41kV,半衰期由3.28s下降到0.43s,这是因为经γ-聚谷氨酸整理后织物表面吸收了大量的水,而γ聚谷氨酸中未反应的—COOH在有水的环境中可以电离,水具有离子导电功能,摩擦产生的静电荷迅速泄露;另外,γ-聚谷氨酸整理后在织物表面形成连续的水膜,为空气中CO2和纤维中存在的电解质提供了溶解场所,间接提高了织物的表面导电率[3]。

　　γ-聚谷氨酸质量分数对涤/棉织物吸湿性的影响见图2。

　　

 

　　由图2可知,随着γ-聚谷氨酸用量的增大,整理织物吸湿性也增加。γ-聚谷氨酸具有交联的三维网络结构,能够吸收大量的水储存在聚合物内,这个吸附是高分子网络的物理吸附;另一种水分吸附途径由γ-聚谷氨酸上极性亲水基团与水分子通过配位键和氢键形成,这种吸附是比较牢固的化学吸附[9-10]。

　　

 

　　γ-聚谷氨酸质量分数对涤/棉织物透湿性的影响见图3。由图可知,随着γ-聚谷氨酸用量的增加,织物的透湿率急剧增加,之后增加缓慢。透湿杯中的水主要以水蒸气的方式透过织物:一是通过织物内空气的流动向外扩散;另一是通过纤维从高湿度空气的内侧吸湿,再传递给织物外侧并向空气中释放,织物和γ-聚谷氨酸作为水分传递的“阶梯”。γ-聚谷氨酸用量较少时,对纤维的空隙影响不大,2种透湿方式效果都很明显,吸湿率显著增加;γ-聚谷氨酸用量较多时,所形成的连续膜对纤维的空隙影响较大,透湿主要以γ-聚谷氨酸和织物的传递为主,所以此时透湿率缓慢增加[4]。

　　2.2　焙烘温度的影响

　　在γ-聚谷氨酸质量分数为1%的条件下二浸二轧涤/棉织物,烘干后,在不同的温度下焙烘处理,焙烘时间为3min,整理温度对织物舒适性的影响见表2和图4。

　　

 

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　　由表2和图4可知,焙烘温度对织物的舒适性影响不明显。在100~120℃的焙烘范围内,织物都有较高的透湿性和抗静电性能。在110、120℃焙烘织物的吸湿性比100℃的略好,这是因为在较高的温度下,γ-聚谷氨酸和棉纤维之间以及γ-聚谷氨酸自身可以形成更多的三维网络结构,有利于吸收大量的自由水储存在聚合物内。

　　2.3　γ-聚谷氨酸整理耐水洗效果测试

　　在γ-聚谷氨酸质量分数为1%,焙烘工艺为110℃×3min的条件下整理织物,分别测试水洗0、5、10、20次后整理织物的静电压半衰期、透湿率和手感,结果见表3。

　　

 

　　由表3可知,随着水洗次数的增加整理织物的手感有所提高,但抗静电性能和透湿率都有一定程度的下降,但仍比未整理涤/棉织物的抗静电性能和透湿性要好。

　　3　结　论

　　1)用γ-聚谷氨酸对涤/棉织物进行整理,可提高织物的吸湿性、抗静电性和透湿性。

　　2)焙烘温度对整理织物的舒适性影响不明显;γ-聚谷氨酸用量对整理织物的舒适性影响明显,随着γ-聚谷氨酸用量的增加,整理织物的吸湿性、抗静电性和透湿性也增加。

　　3)当γ-聚谷氨酸质量分数为1%,焙烘工艺为110~120℃×3min时,可获得较好的整理效果,整理织物可耐20次水洗。

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　　(责任编辑：leonlee07)

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