一种桑蚕丝增重兼抗菌处理的有效途径

时间:2022-06-22 05:10:38

摘要:本文介绍了真丝纤维增重兼抗菌处理的方法;增重处理在高温高压条件下进行,需先制备接枝液;将脱胶废水回收利用,节约资源;处理后的真丝纤维在达到理想增重效果的同时也具有一定的抗菌性能。

关键词:真丝、增重、抗菌

中图分类号:Q939.92文献标识码:A

经过精练加工过的桑蚕丝晶莹光润、轻盈柔软、华贵飘逸,因此从古至今都被奉为纤维中的珍品,被人们誉为“天然纤维制品皇后”。然而茧丝绸原料供应有限,满足不了市场旺盛的需求;丝绸一直存在不抗菌的缺点,限制了茧丝绸的发展。因此,丝线原料进行增重处理,提高珍贵原料的利用率;在增重处理的同时兼有抗菌处理,提高丝绸的服用性能;同时大幅度节约用水,降低成本。我们经过长期的实践探索,终于在此方面,找到了一条桑蚕丝纤维增重兼抗菌处理的有效途径,取得了显著的经济效益和社会效益。

1 增重及抗菌技术发展趋势

1.1蚕丝产量

目前,全世界各类纺织纤维的年总产量已达四千多万吨,而蚕丝的年总产量只有将近9万吨(其中,中国蚕丝年产量约7.5万吨),仅为纺织纤维总产量的0.2%左右,而市场需求量在15万吨左右。

1.2增重研究方向

在国内外研究中,尚未见到在桑蚕丝增重率高达65%的同时,使其具有一定的抗菌效果的报道。目前桑蚕丝纤维增重的加工方法,主要是:一在丝素纤维上进行化学接枝,以达到增加纤维的重量、并不影响真丝纤维服用性能,常用的方法是用乙烯基单体在纤维上引入聚乙烯基共聚物;二是固着丝胶的方法,通过封闭或交联丝胶纤维上的极性基团,以达到固着丝胶增加真丝纤维重量的目的,主要作用的化学试剂有:(1)醛或醛的衍生物;(2)重金属盐类;(3)丹宁(鞣酸)类等。增重时不增加成本、兼具一定改、环保性好、不影响织物性能是研究发展方向。

1.3抗菌研究方向

随着人类生活品质要求的提高,在改善环境的同时,提高纺织服饰的抵抗有害细菌效能是纺织科学发展的重要方向。国际上一般采用抗菌剂处理,提高纺织面料的抑菌效果,目前用于纺织面料的抗菌剂种类很多,如烯丙基二甲基乙内酰脲或氯化-烯丙基二甲基乙内酰脲等,但是桑茧丝织物一般都要经染色加工,使抗菌处理的效果不明显。

2 对真丝纤维的增重兼抗菌探索

2.1接枝单体的增重探索

按以下步骤进行:准备生丝筒子纱材料――用真丝精炼剂进行脱胶处理――洗涤处理――增重处理――皂洗――染色――固色或皂洗――抗菌处理――后整理、烘干――增重产品。

在准备筒子纱材料步骤中,选用蚕丝纤维,各称取纯净的100kg蚕丝纤维作为待处理的材料。

在脱胶处理步骤中,用真丝精炼剂、按常规工艺去除丝胶蛋白质,然后用100℃热水洗一道,70℃温水洗一道,常温冷水洗一道。

在增重处理步骤中,先制备接枝液,接枝单体采用甲基丙烯酸酯的衍生物,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或一种以上的混合物,其加入量分别为织物重量的20%、50%、66%;以过硫酸铵为引发剂;非离子表面活性剂采用平平加0,加入量为0.8g/1;分散剂WA,加入量为1g/1;溶剂采用软水,浴比为1:15;用甲酸和冰乙酸混合液来调节接枝液的PH值为3~4;增重处理步骤在密闭的全浸式高温高压筒子染色机中进行,处理温度为85℃,时间120分钟。

将接枝增重处理后的真丝纤维进行皂洗处理,皂洗液用无泡皂洗209,用量2g/1,皂洗时间10分钟,以去除未反应单体;皂洗温度为90℃,压力2Pa(从外部充压,以保证增重均匀)。

染色步骤仍在所述全浸式高温高压筒子染色机中进行,采用全浸式高温高压筒子染色机QR202A系列,增重处理和染色步骤均在同一全浸式高温高压筒子 染色机中进行,避免了传统真丝改性工艺中增重步骤结束后还要将真丝纤维移入染缸进行染色的繁琐劳动。

抗菌处理即将占织物重量5%的纳米二氧化钛(纳米粒径为10-50nm)加入到染色后的真丝纤维中,处理时间为30分钟。

后续的后整理、烘干等步骤,采用常规工艺即可,真丝纤维增重率结果见表1

接枝单体的加入量

2.2不同温度下的增重探索

按2.1所述步骤进行。在增重处理步骤中,先制备接枝液:接枝单体采用甲基丙烯酸酯的衍生物,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或一种以上的混合物,其加入量为织物重量的66%;以过硫酸铵为引发剂;非离子表面活性剂采用平平加0,加入量为0.8g/1;分散剂WA,加入量为1g/1;溶剂采用软水,浴比为1:15;用甲酸和乙酸混合液来调节接枝液的PH值为3~4;增重处理步骤在密闭的全浸式高温高压筒子染色机中进行,处理温度分别为75℃、85℃、90℃、95℃,时间120分钟。

后续的皂洗、染色、抗菌处理、后整理、烘干等步骤同2.1,真丝纤维增重率结果见表2。

2.3 加入脱胶废水的增重探索

按2.1所述步骤进行。在增重处理步骤中,先制备接枝液:接枝单体采用甲基丙烯酸酯的衍生物,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或一种以上的混合物,其加入量为织物重量的66%;并分别添加占织物重量的10%、20%、30%的脱胶废水;以过硫酸铵为引发剂;非离子表面活性剂采用平平加0,加入量为0.8g/1;分散剂WA,加入量为1g/1;溶剂采用软水,浴比为1:15;用甲酸和乙酸混合液来调节接枝液的PH值为3~4;增重处理步骤在密闭的全浸式高温高压筒子 染色机中进行,处理温度为85℃,时间120分钟。

后续的皂洗、染色、抗菌处理、后整理、烘干等步骤同2.1,真丝纤维增重率结果见表3,

表3结果表明,添加脱胶废水用于真丝纤维的增重处理,可以节约水资源,提高脱胶废水中丝胶的利用率,达到保护环境的目的。

2.4不同处理设备的抗菌探索

按2.1所述步骤进行。先制备接枝液,接枝单体采用甲基丙烯酸酯的衍生物,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或一种以上的混合物,其加入量为织物重量的66%;并添加占织物重量为30%的脱胶废水;以过硫酸铵为引发剂;非离子表面活性剂采用平平加0,加入量为0.8g/1;分散剂WA,加入量为1g/1;溶剂采用软水,浴比为1:15;用甲酸和乙酸混合液来调节接枝液的PH值为3~4;抗菌处理步骤在密闭的全浸式高温高压筒子 染色机中进行,处理温度为85℃,时间120分钟。

后续的皂洗、染色、抗菌处理、后整理、烘干等步骤同2.1,真丝纤维抑菌率结果见表4,抑菌率=[(处理前的检测细菌数-处理后的检测细菌数)/处理前的检测细菌数]×100%。

2.5二氧化钛抗菌剂的抗菌探索

按2.1所述步骤进行。先制备接枝液,接枝单体采用甲基丙烯酸酯的衍生物,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或一种以上的混合物,其加入量为织物重量的66%;并添加占织物重量为30%的脱胶废水;以过硫酸铵为引发剂;非离子表面活性剂采用平平加0,加入量为0.8g/1;分散剂WA,加入量为1g/1;溶剂采用软水,浴比为1:15;用甲酸和乙酸混合液来调节接枝液的PH值为3~4;抗菌处理步骤在密闭的全浸式高温高压筒子染色机中进行,处理温度为85℃,时间120分钟。

后续的皂洗、染色、抗菌处理(或不进行此步)、后整理、烘干等步骤同2.1,真丝纤维抑菌率结果见表5.

3 该项技术的重要意义

3.1增重效果突出,节约茧丝资源。

本技术方案,是在提高原料利用率上的重大突破,生产1吨真丝纤维只需0.8吨白厂丝,而传统工艺则需白厂丝1.33吨,可见本技术节约白厂丝资源的效果是非常显著的,对缓解白厂丝原料紧张局面,维持真丝行业健康发展具有现实意义。

3.2增重兼顾抗菌,降低生产成本

本技术方案,用全浸式高温高压筒子 染色机为真丝纤维的准备脱胶、洗涤、增重改性处理、皂洗和染色步骤提供了一个密闭的环境,因此很

大程度阻断了外来灰尘及细菌的进入,使得真丝制品具有一定的抑制金葡萄球菌的效果;对真丝纤维增重处理的同时也进行了抗菌处理,使得处理后的真丝纤维在达到理想增重效果的同时也具有一定的抗菌(大肠杆菌和金葡萄球菌)性能。

3.3废水回用,减少污染,节约成本

本技术方案,回收利用了原来排出去的脱胶废水, 利用全浸式高温高压筒子染色机(QR202A系列),使脱胶水中的水解胶原蛋白质重新接枝到真丝素纤维上,比传统真丝处理技术,减少

环境污染,万元产值环境污染指数可降低50%左右,大部或基本消除了真丝行业加工过程中的

最主要的污染源―真丝脱胶废水的胶原蛋白,节约资源,减少污染,提高效益,符合循白,节约资源,减少污染,提高效益,符合循环经济,清洁生产的要求,对真丝行业的可持续发展具有十分重要的意义。

3.4降低劳动强度,提高工作效率

本技术方案,增重、染色兼抗菌处理步骤在同一全浸式高温高压筒子 染色机中进行,避免了将增重处理后的真丝纤维再移入染缸进行染色、进行抗菌的繁琐劳动,提高了工作效率。

3.5结语

该技术获得国家发明专利(专利号:ZL2009 1 0097695.9)。为加快该技术的推广应用,加快新产品的产业化进程,由浙江好运来集团规划的、概算总投资1.45亿元的《年产500吨功能性(改性)真丝与高档丝绸织物技改项目》被列入国家“2009年―2010年重点产业和技术改造工程中央预算内投资计划项目”,并给予1000万元的资金支持。

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