殼聚糖作為天然可再生的資源因其具有良好的生物活性、生物可降解性、生物可相容性、無(wú)毒性等引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。研究表明,殼聚糖在紡織印染行業(yè)方面的應(yīng)用具有廣闊的前景。
殼聚糖在印染助劑上的使用
提高上染速率作用
由于殼聚糖與纖維素有相似的結(jié)構(gòu)，很容易吸附到織物表面上，并且在稀酸溶液中，殼聚糖帶有正電荷可以提高陰離子染料上染速率。研究發(fā)現(xiàn)：羊毛織物經(jīng)殼聚糖酸性溶液處理后，羊毛纖維上所帶的電荷電量減少，從而減少染色過(guò)程中纖維上的負(fù)電荷對(duì)染色素陰離子的庫(kù)侖斥力，使染料的上染速率提高，上染率增大；殼聚糖在織物上均勻分布，使毛纖維表面的氨基正離子(-NH+3)密度增加，表面的極性基團(tuán)數(shù)量大大增加，親水性大大提高，殼聚糖上的氨基對(duì)染料陰離子的吸附也增加，染料迅速吸附到殼聚糖的吸附層上，顯著提高了羊毛表面相對(duì)于內(nèi)部的染料濃度梯度，使染料更易向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)散速度和上染率均得到提高。
固色作用
殼聚糖分子中含有大量的-NH2或-OH，與纖維的親和性能好，可以溶入到纖維內(nèi)部與纖維活性基團(tuán)- OH與- NH2以氫鍵或共價(jià)鍵結(jié)合。且因其是含氮的陽(yáng)離子型聚合物，可與陰離子型染料發(fā)生反應(yīng)，因此，被認(rèn)為是陰離子型染料的理想固色劑。
作為天然印花糊料
殼聚糖可溶于醋酸中，其水溶液可形成粘稠膠體溶液，與酸性染料、直接染料有很好的相容性。殼聚糖醋酸溶液作為印花糊印在織物上，在烘干、汽蒸時(shí)，醋酸揮發(fā)后形成不溶性的膜層，具有良好的披覆性。
殼聚糖在印染廢水處理上的應(yīng)用
紡織工業(yè)產(chǎn)生的廢水，通常含有鹽類(lèi)、有機(jī)表面活性劑和染料，對(duì)人體健康及環(huán)境危害極大。殼聚糖含有氨基和羥基，對(duì)染料有極強(qiáng)的吸附作用。這種吸附作用包括：物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附，主要是通過(guò)氫鍵、靜電吸引、離子交換、范德華力等產(chǎn)生的吸附作用。同時(shí)，由于殼聚糖分子結(jié)構(gòu)上含有大量的伯氨基，通過(guò)配位鍵結(jié)合，形成極好的高分子鰲合劑，因此它可凝集廢水中的染料，無(wú)毒，不產(chǎn)生二次污染，在印染工業(yè)環(huán)保方面應(yīng)用前景廣闊。
殼聚糖在后整理上的應(yīng)用
殼聚糖用于紡織印染另一個(gè)很重要的方面就是將殼聚糖做為后整理劑進(jìn)行紡織品的高檔化和高附加值加工，使織物的物化性能得到改善。據(jù)目前的報(bào)道顯示，殼聚糖可分別用于以下幾種整理。
防皺整理
殼聚糖的防皺整理主要應(yīng)用于抗皺性不好的棉類(lèi)織物、真絲織物、麻類(lèi)織物等。由于殼聚糖成膜性強(qiáng)，且與纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，對(duì)棉纖維具有很好的吸附和相容性。在殼聚糖整理棉織物、滌棉混紡織物的抗皺性能的研究中發(fā)現(xiàn)，織物的彈性回復(fù)角都有所增加，而且殼聚糖處理液濃度越高，彈性回復(fù)角越大，提高了抗皺性。殼聚糖還可有效提高亞麻織物的回彈恢復(fù)能力，其回彈性恢復(fù)率可穩(wěn)定在60 %～70 %之間。將酒石酸、檸檬酸溶液復(fù)配以及殼聚糖一起應(yīng)用于真絲綢的抗皺整理時(shí)發(fā)現(xiàn)，真絲綢的抗折皺回復(fù)角提高，同時(shí)整理液中酒石酸的量增加，織物的白度也增加。
抗菌整理
經(jīng)殼聚糖整理的織物具有抗菌能力，采用戊二醛作交聯(lián)劑整理的棉織物對(duì)大腸桿菌、肺炎桿菌、白色念珠菌的抗菌率為100 %，對(duì)枯草桿菌的抗菌率大于75 %，皂洗50次后的抗菌率仍達(dá)50 %以上。經(jīng)殼聚糖和檸檬酸的混合液處理的棉織物在抗菌抑菌試驗(yàn)中表明產(chǎn)品有明顯的廣譜抑菌效果。
抗靜電整理
采用殼聚糖對(duì)聚酯織物作抗靜電整理，通常的作法是先將聚酯織物進(jìn)行堿減量處理,一方面使纖維表面產(chǎn)生裂紋及可發(fā)生反應(yīng)的羥基基團(tuán)，有利于殼聚糖涂層的附著；另一方面旨在使表層聚酯纖維分子中的酯基發(fā)生一定程度的水解而產(chǎn)生一定數(shù)量的羧基負(fù)離子，便于陽(yáng)荷性的殼聚糖分子與聚酯纖維的結(jié)合。然后通過(guò)軋-烘-焙工藝將殼聚糖醋酸溶液附著在聚酯織物上，于是殼聚糖薄膜就會(huì)通過(guò)物理嵌附作用以及離子鍵和分子間力與聚酯纖維結(jié)合在一起。測(cè)試表明:經(jīng)整理后織物的回潮率可增加數(shù)倍；拉伸強(qiáng)力提高；具有一定的抗靜電耐久性。此外織物經(jīng)殼聚糖處理后同時(shí)可改善織物的不吸濕、帶靜電等缺點(diǎn),而且還附加了抗菌、防霉等功能。
目前地球上甲殼素年產(chǎn)量很大，然而利用很少。究其原因，主要是該物質(zhì)必須從動(dòng)物外殼或骨骼中提取，成本較高。然而在大力開(kāi)發(fā)綠色資源的時(shí)代要求下，借助突飛猛進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，人們對(duì)殼聚糖及其衍生物應(yīng)用研究將會(huì)越來(lái)越深入和廣泛。我國(guó)不僅是紡織大國(guó)，而且江河湖泊眾多，甲殼素資源豐富，因此為了使廢物資源化、提高紡織品附加值及開(kāi)創(chuàng)環(huán)保產(chǎn)品，積極開(kāi)發(fā)殼聚糖在印染工業(yè)的應(yīng)用，不僅十分迫切而且具有深遠(yuǎn)意義。 |