采用乙烯基三乙氧基硅烷对真丝织物阻燃改性的工艺条件及样品性能测试

为了制备环保及阻燃性能优良的真丝织物,采用低毒性的乙烯基三乙氧基硅烷(VETS)对真丝织物进行化学接枝。以极限氧指数为考核指标,经过单因素试验优化接枝工艺为:单体乙烯基三乙氧基硅烷对织物的质量分数150%,引发剂过硫酸钾(KPS)对单体的质量分数1%,整理液pH 4,反应温度80℃,反应时间90 min,浴比1∶20,单体水溶液超声波处理时间90min。在此工艺条件下进行阻燃整理的真丝织物的接枝率为27.1%,极限氧指数为25.8%,提高2.7个百分点。对接枝真丝织物样品的红外光谱表征及热重分析认为,乙烯基三乙氧基硅烷单体与真丝织物发生接枝反应后通过提高织物燃烧后的成炭量增强其阻燃性能。扫描电子显微镜观察接枝真丝织物样品燃烧后的炭渣残留量高,起泡现象不明显。研究结果显示,用乙烯基三乙氧基硅烷接枝后真丝织物的阻燃性能得到一定提高。     

用甲基丙烯酸六氟丁酯对真丝接枝改性

为了改善丝织物的服饰性能,以过硫酸钾为引发剂研究了含氟单体甲基丙烯酸六氟丁酯对真丝的接枝改性效果。采用红外光谱对接枝产物进行表征,并对整理后的纤维和织物的相关性能进行了测试,结果表明接枝对真丝的白度、强力影响较小,但接枝后织物的拒水拒油性有明显提高。为优选单体预乳化工艺,研究了引发剂用量、单体用量、反应时间、反应温度、pH值等接枝参数对真丝接枝率的影响。接枝的较好工艺条件为:单体用量100%~120%,引发剂用量1%,接枝温度70℃、时间100 m in、反应液pH 3。     

偶氮二异丁脒盐酸盐引发甲基丙烯酰胺接枝真丝纤维的反应性及工艺条件研究

对真丝织物接枝增重是改善其抗皱性和耐水洗性能的方法之一。采用偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,将单体甲基丙烯酰胺(MAA)接枝到真丝纤维上,研究接枝的反应性及工艺因素对真丝织物接枝增重率的影响。通过单因素试验获得引发剂AIBA引发单体MAA接枝真丝纤维的最佳工艺条件是:MAA浓度0.31 mol/L,AIBA浓度2.95 mmol/L,浴比1∶30,反应液pH 9,反应温度80℃,反应时间60 min。当单体MAA和引发剂AIBA的浓度分别为0.31 mol/L、2.95 mmol/L时,真丝纤维的活性基团与单体、引发剂之间的反应性(表观反应速率)Rg=K[MAA]1.58[AIBA]0.21,由此得出单体MAA在水相中接枝真丝纤维的表观活化能为148.46 kJ/mol。     

用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵接枝真丝的研究

为提高真丝纤维织物的抗菌防皱性能,根据真丝纤维蛋白质主体的结构,研究了以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)单体接枝真丝的影响因素,并对DMC接枝真丝后的回潮率、单丝强力和泛黄指数进行了研究,用红外光谱分析了接枝真丝的化学结构。当DMC浓度为06mol/L,CAN的质量分数为10%,pH=3,温度60℃保温120min时,接枝效果较好。接枝后回潮率改善,但泛黄指数有上升趋向,单丝强力也有所下降。红外光谱分析表明单体已接枝到真丝纤维上。     

阻燃真丝的结构与性能

多数国家已立法要求对纺织品进行阻燃整理,作为睡衣、蚕丝被原料的真丝更需要进行阻燃整理。采用含磷单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基磷酸酯(DMMEP)对真丝进行接枝共聚阻燃改性,研究了阻燃整理后真丝的燃烧性能、物理机械性能及结构的变化。研究结果显示,阻燃整理后真丝可达优异的阻燃性能,极限氧指数达到30%以上;阻燃整理后真丝强力稍有下降,但不会对服用造成影响。通过热分析研究了阻燃后真丝的裂解性能,探讨了阻燃处理的可能机制。     

复合单体TEGDMA/MAA接枝真丝纱线的工艺条件及试样的性能表征

为提高真丝接枝体系中的单体利用率,在真丝接枝体系中添加反应活性较高的三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGD-MA)单体,与常用接枝单体甲基丙烯酰胺(MAA)复合,对真丝纱线进行化学接枝。经过单因素试验得出适宜的接枝工艺条件:TEGDMA/MAA复合单体用量为真丝纱线质量的70%,其中TEGDMA与MAA的质量比为1∶9,引发剂过硫酸钾(KPS)的浓度为5 mmol/L,pH≈2.5,反应温度80℃,反应时间60 min,吐温-80的质量浓度为0.2 g/L,浴比为1∶20。在此工艺条件下,TEGDMA/MAA复合接枝体系可获得约58%的接枝率,较相同接枝条件下的MAA接枝纱线提高了约16个百分点,同时其单体利用率达到83%,较MAA单体利用率提高了23个百分点。通过扫描电子显微镜观察发现接枝后的真丝纱线表面分布有接枝聚合物,接枝真丝纱线的红外光谱显示在1 700～1 800 cm-1处具有较宽的TEGDMA分子结构中CO双键的伸缩振动吸收峰,热重分析显示在500℃下接枝真丝纱线出现不同于MAA接枝纱线的失重速率峰,说明TEGDMA与MAA 2种单体分子均参与了接枝反应。     

具有除甲醛功能的真丝织物的制备及性能测试

利用天然藏青果提取物中的多酚成分能与甲醛发生化学反应的原理,制备具有除甲醛功能的真丝织物。采用正交试验优化制备工艺条件为:整理温度70℃,整理时间2.0 h,整理液pH 4。在此工艺条件下,用质量分数为8%的藏青果提取物粉末整理制备的真丝织物24 h对空气中甲醛的去除率可达到84.5%,较普通真丝织物对空气中甲醛的去除率提高74.7个百分点。进一步用金属离子处理真丝织物,可有效改善织物除甲醛功效的耐洗性能,其中:Fe2+离子处理织物经10次洗涤后,甲醛去除率仅下降5.2个百分点;Al3+离子处理后,甲醛去除率仅下降4.9个百分点。试验表明,利用藏青果提取物整理及金属离子后处理制备的真丝织物具有明显的除甲醛功效,且织物的耐洗性能良好,是一种新型健康环保的织物。     

采用叔丁基过氧化氢-连二亚硫酸钠氧化还原体系改善真丝纱线接枝后的泛黄性

为减轻真丝纱线接枝加工后表面泛黄的程度,以叔丁基过氧化氢(TBHP)-连二亚硫酸钠(SH)氧化还原体系引发单体甲基丙烯酰胺(MAA)接枝真丝纱线,并从引发剂分解及接枝反应的机理入手探讨接枝后真丝纱线泛黄的原因,研究接枝聚合工艺的最优条件。通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)测试表明,单体MAA可以在TBHP-SH的引发下接枝到真丝纱线的表面。以MAA为接枝单体时,引发剂的种类和用量是造成真丝接枝过程中泛黄的主要原因,引发剂TBHP中加入有还原和漂白作用的SH构成的氧化还原引发体系可有效改善泛黄现象。以真丝纱线的接枝增重率为考核指标,采用单因素试验优化的接枝反应工艺条件为:单体MAA的浓度为0.4 mol/L,引发剂TBHP与SH的摩尔比为1∶0.5,引发剂TBHP-SH与单体MAA的质量比为1∶16.7,接枝温度为80℃,接枝时间为90 min。在此工艺条件下,TBHP-SH引发MAA接枝真丝纱线的接枝增重率达到47.78%,真丝纱线的白度达到67.6。     

溶胀剂U预处理对真丝织物性能及丝纤维结构的影响

为利用溶胀剂的膨化和分纤作用提高真丝织物的接枝增重率和改善织物的性能,采用不同浓度的溶胀剂U对真丝织物进行预处理,再以甲基丙烯酰胺(MAA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂对真丝织物接枝增重。选择体积分数为10%的溶胀剂U对真丝织物进行预处理,丝纤维直径由11.90μm增加至14.24μm,起到了较好的膨化和分纤作用,织物的强力、折皱回复角、白度损失也较小。与未进行预处理的真丝织物相比,用10%溶胀剂U预处理后真丝织物的接枝增重率提高,织物的强力、折皱回复角、白度得到改善。真丝织物经10%溶胀剂U预处理后进行丝纤维微观结构形貌表征:红外光谱(IR)显示丝纤维仍保持着β-折叠结构;扫描电子显微镜(SEM)观测到丝纤维表面覆盖的聚合物减少,横截面变粗,直径变大,出现分纤现象和微孔特征;X-射线衍射分析表明丝纤维的结晶度提高。     

异丁酰酸-2-二乙氨基乙酯接枝真丝织物的制备及性能测试

为开发具有良好抗菌性能的真丝内衣面料,采用原子转移自由基聚合法(ATRP),以真丝大分子制备引发剂,以CuBr/N,N,N′,N′′,N′′-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为催化体系,以水/乙醇为介质,将单体异丁酰酸-2-二乙氨基乙酯(DEAEMA)接枝到真丝织物上。X-线光电子能谱(XPS)检测Br以共价键方式固定到了真丝织物的表面,显示真丝大分子引发剂制备成功;衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和差热扫描分析(DSC)均表明DEAEMA单体已接枝到真丝织物上,且织物的热稳定性能提高,热焓随接枝率的升高而降低;X-射线衍射图谱表明接枝反应主要发生在蚕丝纤维的无定形区,而结晶结构基本未改变。接枝后的真丝织物经季铵化处理后具有很好的抗菌性能,且抑菌率随接枝率增加而提高。     

紫外光引发N,N-二甲基丙烯酰胺接枝蚕丝织物的研究

为了实现工业化生产中对蚕丝织物连续化接枝整理,研究紫外光引发对N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)接枝蚕丝织物的共聚合反应的促进作用和对织物性能的影响,以及紫外光引发接枝工艺条件因素对织物接枝增重率的影响。结果表明,紫外光引发DMAAm接枝蚕丝织物3 min时,织物的接枝增重率即达到最大值;接枝增重率随光引发剂浓度的增大而提高;单体浓度增大时,增重率提高,但单体接枝效率降低;工作液pH值对增重率的影响不明显。接枝蚕丝织物的性能表征显示,紫外光照射时间较长会影响织物的白度和断裂强力,但断裂强力可通过接枝DMAAm而得到恢复;接枝增重后的蚕丝织物用活性染料染色的K/S值略有降低,但染色均匀性变化不大。研究结果提示,紫外光引发可加快DMAAm接枝蚕丝织物的共聚合反应速率,但须适当控制紫外光照射时间,以减轻织物白度的下降。     

用柞蚕丝素/柠檬酸对柞蚕丝绸的抗皱增重整理研究

为了改善柞蚕丝绸的服饰功能,自制柞蚕丝素与柠檬酸混合液对柞蚕丝绸进行抗皱增重整理。测试了柞蚕丝绸整理前及以不同整理剂整理后的折皱回复角、增重率、撕破强力、白度、悬垂系数、染色深度等性能指标,并通过正交试验确定柞蚕丝绸抗皱整理的最佳工艺条件为柞蚕丝素质量浓度30 g/L、柠檬酸质量浓度50 g/L、次亚磷酸钠质量浓度30 g/L、焙烘温度160℃、焙烘时间2.5 min,确定增重整理的最佳工艺条件为柞蚕丝素质量浓度30 g/L、柠檬酸质量浓度80 g/L、次亚磷酸钠质量浓度30 g/L、焙烘温度150℃、焙烘时间2.5 min。在最佳抗皱整理条件下,柞蚕丝绸的折皱回复角提高了36.7%,增重率为5.86%,撕破强力和白度的保留率分别为86.1%和90.8%,表观色深值增加1倍多。试验结果表明,柞蚕丝绸经柞蚕丝素/柠檬酸混合液整理后的抗皱性能、悬垂性能及柔软度和染色性能均有改善。     

利用接枝β-环糊精包合天然驱蚊剂制备防蚊真丝织物

采用1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)在催化剂次亚磷酸钠(SHP)的作用下将β-环糊精(β-CD)接枝到真丝纤维上,然后浸渍加入具有驱蚊功效的薰衣草精油使其包合在β-CD空腔中,制备出具有驱蚊功效的真丝织物。设计单因素试验优化β-CD接枝真丝织物的工艺参数,当BTCA和β-CD的质量浓度分别为100 g/L,SHP的质量浓度为60 g/L,170℃下焙烘3 min或180℃下焙烘2 min,真丝织物的接枝增重率可达18.4%,红外光谱分析表明β-CD已成功接枝至真丝织物上,且可耐15次以上的水洗。接枝β-CD的真丝织物能够赋予薰衣草精油缓释的效果,且放置8 d后对按蚊仍可保持75%以上的驱避率。此方法制备的防蚊真丝织物效果持久可重复使用,且具有对人体无毒害、环保的特点。     

丝绸接枝阳离子后的染色和固色性能变化

为提高丝绸用酸性染料和直接染料染色的上染率与皂洗牢度,对丝绸进行接枝阳离子改性处理。研究改性阳离子丝绸用酸性染料和直接染料染色的染色性能变化,结果表明采用阳离子接枝方法可以在无盐染色条件下大幅度提高丝绸染色的上染率及皂洗牢度,其中:耐晒果绿BLL对改性阳离子丝绸的上染率达到99.59%,直接耐酸大红4BS的上染率达到99.87%,直接草黄R的上染率为99.83%,直接深褐M的上染率为99.88%。各种染料上染改性阳离子丝绸后的皂洗牢度都达到5级,上染速度也非常迅速,为2~8 m in。研究结果证明丝绸接枝阳离子改性是提高丝绸上染率和皂洗牢度的有效方法。     

腈纶织物接枝丝素蛋白的工艺条件及服用性能研究

用具有良好生物相容性的丝素蛋白接枝改性化纤织物,可增加其服饰的舒适度。研究了以100%聚乙烯醇缩水甘油醚(PVAGE)作为交联剂,在碱减量腈纶织物表面接枝丝素蛋白的工艺及接枝率对服用性能的影响。采用单因素法研究接枝的最佳工艺条件为:100%PVAGE质量浓度27.62 g/L,接枝温度100℃,接枝时间20 min,丝素蛋白质量浓度2.0 g/L。对在上述工艺条件下接枝后的碱减量腈纶织物进行红外光谱表征,结果显示丝素蛋白已接枝到织物上,并有β-折叠结构产生。随着接枝率的升高,织物的白度基本没有变化,回潮率有较大幅度增加,抗静电性能也大幅度提高,但抗褶皱弹性有所下降。     

环境温湿度对丝织物光老化性能的影响

丝织物老化是多因素综合作用的结果,研究丝织物在氙灯照射下环境温湿度对其老化过程的影响,为丝绸文物的保护提供科学依据。以力学性能、表面形貌、红外光谱、特性粘度等对丝织物的老化状况进行表征,试验结果表明在氙灯照射下,环境温度、湿度对丝织物的老化速度和老化程度都有明显的影响:随着温度、湿度升高,丝织物的老化速度加快,蚕丝蛋白的结晶区破坏越严重,丝织物的老化程度也越严重,尤其是在较高的湿度环境(RH 70%)中,丝织物的初期老化速度较快,之后趋于平缓,而且在该湿度环境中,温度升高后丝织物的老化速度和老化程度增加不明显;在较低的湿度环境(RH 20%)中,丝织物的老化速度趋于恒定,并且温度的升高对丝织物的老化速度和老化程度影响明显。研究结果显示,高温高湿环境会加剧丝织物的光老化速度和老化程度,并且湿度的影响更为显著。     

不同朝代及现代绢丝织物中蚕丝的形貌分析

采用光学显微镜对不同朝代及现代绢类织物的表面和纤维截面形貌进行观察,并利用像素法对蚕丝纤维截面积进行测试与分析,探讨蚕丝纤维截面积变化的原因。不同朝代及现代的9批绢类织物样品表面的完整度、光洁度、污染度以及老化程度不同,可能与样品来源墓地的环境有关;不同样品蚕丝纤维截面形状有的较扁平,有的较饱满,还有一些呈碎块或空壳状,反映出蚕丝纤维老化程度不同,可能与当时的养蚕技术水平相关;不同朝代样品间、同一朝代样品间的经纬纱线粗细及经纬纱线排列密度有差别,可能与绢类织物的种类及丝织技术水平有关。9批绢类织物样品的蚕丝纤维截面积存在差异,且大多数样品的蚕丝纤维截面积方差数值较大,其中:东周到清代绢类织物样品的蚕丝纤维截面积从38.57μm2增加至75.80μm2,可能与根据织物最终用途而选用的蚕丝原料以及家蚕长期驯养后茧丝的变化有关;现代绢类织物样品的蚕丝纤维截面积在115μm2左右,明显大于古代绢类织物样品的蚕丝纤维截面积,这种变化可能与长期的蚕品种遗传改良以及饲养技术和缫丝工艺的改进有关。