真絲織物輻射接枝N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺抗皺性能的研究

王 紅

（安徽省纖維檢驗局，安徽合肥 230036）

真絲織物輻射接枝N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺抗皺性能的研究

王 紅

（安徽省纖維檢驗局，安徽合肥 230036）

以Co-60Y射線為照射背景，研究N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺接枝到真絲織物后對真絲織物抗皺性能的影響。通過研究射線照射的量、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺單體的濃度以及整理液PH值等因素對真絲織物抗皺研究結果的影響。結果顯示:經過接枝后對真絲織物的抗皺具有一定的效果。主要是根據真絲織物的緩彈性回復角來判斷各研究因素對真絲織物抗皺效果的判斷。其中最好的抗皺效果是在射線40KGy，單體濃度30%，酸堿度在4的時候。

真絲織物；N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；共輻射接枝

真絲屬于天然材料中的一種，劃分在蛋白質纖維這一類，其絲素中含有不同總類的氨基酸，其中18種是對人體有益的。真絲纖維有纖維皇后的美稱，因為其可簇集皮膚表面脂膜的新陳代謝，使肌膚更加細膩光滑。采用真絲纖維做成的織物，價格昂貴，真絲織物具有獨特的優勢，如吸濕性，可染性好，手感豐滿，柔軟光亮，輕盈華麗等。但是，真絲織物也有很多缺點，如不可折皺、保存方法復雜等。所以近些年各國學者都在研究真絲織物的改性課題，其中引起重大關注的為烯類單體接枝改性課題。接枝改性主要是通過化學方法和輻射方法這兩種[1]。其中輻射方法引發是這一種環保的加工技術，其不但操作成本低，容易控制，而且可以不間斷操作，確?？椢锉砻娴木鶆蛐?，同時生產效率較高。已經被報道的輻射接枝共聚主要是真絲織物和甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯晴等單體[2]。本文主要論述真絲織物輻射接枝N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺改性，有助于真絲織物的改性研究。

1 實驗

1.1 實驗材料

實驗的材料主要選用白色的真絲電力紡產品做樣品，剪成42×6cm2的大小，再經由皂洗和水系兩種方式，將材料中的絲膠和油漬去掉，在外面曬干后，用45度的溫度烘到恒重。其他材料包括由AM國藥集團化學試劑有限公司提供的N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺、三乙醇胺、硼酸、滲透劑JFC、柔軟劑、硫氫酸鈉、氫氧化鈉溶液、氯化氫溶液、丙酮。

1.2 實驗儀器

Co-60γ射線輻照裝置（裝源量15.7萬居里，設計100萬居里）；SHA-BA電熱恒溫水浴鍋；BL220H電子天平；Y801A型恒溫烘箱；YG541-B型織物折皺回復儀；JMU-513型實驗小軋車；tensor27紅外光譜儀。

2 測試方法

2.1 接枝率：

當樣品接枝改性前后出現干重變化就是所謂的接枝率，用公式來表示如下：

接枝率＝(W1-W0)/W0×100%

W0——樣品接枝前干重；

W1——樣品接枝后干重。

2.2 織物彈性回復角：

依據GB/T3819-1997用YG541-B型織物折皺回復儀測試。

2.3 接枝產物表征：

按照FZ/T01057.8-2007紡織纖維鑒別試驗方法測試

3 結果與討論

3.1 接枝率的影響因素分析

3.1.1 單體AM濃度與接枝率關系

上圖反應了真絲織物接枝率與單體濃度之間的走向，不難看出，在單體濃度未達到25%時，接枝率與濃度之間都是呈上升的趨勢，但是濃度超過25%之后，接枝率出現了下降走向。真絲織物中的自由基和接枝后的增長鏈都沒有單體小分子游動來得快，因此，在接枝的過程中，主要是單體的小分子向真絲大分子靠攏。當單體濃度逐漸增大時，分子擴散就更為簡單，單子分子和真絲大分子接觸的次數將會增多，這就使得真絲接枝率增大。但是當單體濃度超過一定數值之后，分子活性受到限制，這樣就使得接枝率不會隨之上升。與此同時，射線輻射會增加單體之間的碰撞，而且單體之間的碰撞反應高于接枝反應，這就使得接枝率在單體濃度高時反而出現下降走向[3]。

3.1.2 接枝率受到輻照劑量的影響

上圖反應接枝率與輻照劑量的走向，輻照劑量由20KGy逐漸增加到50KGy，接枝率呈現出了先上升后下降的走向。真絲織物在接受到不同劑量的射線照射之后，真絲分子通過電子自旋共振圖譜進行研究，發現真絲分子自由基含量和劑量成正比[4]。自由基的含量直接影響著接枝率的高低。這樣就會影響接枝的反應率從而影響接枝效果。當射線含量大于37KGy后，自由基趨于飽和狀態，單體之間的反應增大，使得單體和真絲分子之間的反應降低，因此，在大劑量的射線照射下，真絲的接枝率將會降低。

3.1.3 接枝率受到整理液PH值的影響圖3為接枝率和整理液氫離子濃度值之間的關系，通過圖3可知，接枝率最低是在溶液的氫離子濃度值在4的時候，這個時候的數值剛好和真絲的等電點比較靠近，所以在溶液的氫離子濃度值和等電點相接近時，溶解的程度和膨化的程度都是最低的。當膨化程度不斷降低時，單體向基體大分子自由基也在不斷的發生擴散，在等電點時接枝率達到了最低。

3.2 接枝改性后真絲織物抗皺性能變化

表1 接枝改性后真絲織物抗皺性能變化

如表1所示，隨著接枝率的上升，織物還彈性回復角增加。這是因為在射線Co-60γ背景下，真絲織物表面接枝的N,N'亞甲基雙丙烯酰胺支鏈長短不一，支鏈之間的交接增加了織物彈性回復角能力，同時因為接枝聚合物在真絲表面的聚集增大了表面的褶皺回復角。

3.3 正交優化試驗

從表1可知，真絲織物接枝N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺后，織物的抗皺性能得到很大的提高。為了得到最佳的抗皺整理配方，以織物緩彈性回復角為考核指標，取單體濃度、輻照劑量、溶液PH值三個影響因素，每個因素取三個水平進行正交試驗。如表2、表3所示：從前面正交試驗的極差分析可知：RA＜RC＜RB,也就是說3個元素中對于織物緩彈性回復角影響的大小順序是：A＜B＜C,最佳工藝為A3B3C2,因此，抗折皺回復角的最佳工藝為輻照劑量40KGy,單體濃度30%，溶液中氫離子濃度值4。

表2 因素水平表

表3 正交分析結果

3.4 接枝共聚物紅外光譜分析

根據圖4分析可見，經過射線的照射，真絲纖維的羥基震動峰由3291.9cm-1變成3293.9cm-1，波峰增大，這說明在經過照射后，真絲內部的蛋白肽鏈氫鍵被破壞，分子之間的空間增大。這將有助于真絲分子中的活性鍵與N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺發生接枝反應。在經過處理以后得真絲氫鍵的伸縮震動值也發生了增長，而且真絲中的高峰值被吸收，這說明真絲已經和單體發生了一定的有效反應。在差普曲線C中1733.7cm-1處出現了伸縮震動吸收峰，這是N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺的羧基震動吸收，這是因為單體中也好有羧基，在與真絲中的羧基反應之后伸縮震動增強。處理后的真絲酰胺出現了波峰下降的趨勢，這說明單體和真絲發生了接枝反應，使得真絲內部結構由α卷曲向β折疊轉變的走向。

4 結論

4.1 在射線Co-60Y背景下，真絲織物表面接枝的N,N'亞甲基雙丙烯酰胺的接枝率較高，接枝率的大小受到單體濃度、輻照劑量、溶液PH值的影響。

4.2 考核標準如果是織物緩彈性回復角時，可以采用正交分析法得出最佳的抗皺工藝：輻照劑量40KGy，單體濃度30%，整理液PH值為4。

4.3 接枝改性后的織物緩彈性回復角有很大的提高。

[1] 陳 黎,黃 晨,等.低溫氧等離子體-殼聚糖對真絲織物的復合整理[J].安徽農業大學學報,2012(3):35-36.

[2] 陳克寧,董 瑛.織物抗皺整理[M].北京:中國紡織出版社,2005(06).

[3] 王會勇,劉瑞芹,謝雷東,等.羊毛輻射接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯研究[J].輻射研究與輻射工藝學報,2003,21(3):189.

[4] 李 維,孟家光,等.殼聚糖在真絲針織物抗皺整理中的應用[J].西安工程大學學報,2010(2):7-8.

[5] 胡顯榮,王 浩,等.殼聚糖/檸檬酸改性真絲的茶多酚抗紫外線整理[J].印染,2015(8):31-33.

[6] 趙春霞,李明忠,等.γ射線輻照處理對柞蠶生絲性能的影響[J].絲綢,2006(2):22-23.

Radiation of anti-wrinkle graft-copolymerization on silk fabrics with N,N’-methylene-bis-acrylamide

WANG Hong
(Anhui Provincial Fiber Inspection Bureau,Anhui Hefei230036,China)

Co-60yray irradiation for background,the research of N,N'-methylene double acrylamide graft to silk fabric after the impact on the real silk fabric crease resistance.By studying the amount of radiation exposure,N,N'-methylene double acrylamide monomer concentration and finishing liquid PH on silk fabric anti-wrinkle study.Results showed that after grafting of silk fabric anti-wrinkle has certain effect.Is mainly judged by slow Angle of elastic recovery of silk fabric research factors effect on silk fabric anti-wrinkle judgment.Is one of the best anti-wrinkle effect in ray40KGy,monomer concentration thirty percent,ph value in four.

silk fabric；N,N'-methylene-bis-acrylamide；gamma ray radiation graft-copolymerization

TS195

A

投稿日期：2016-08-15

王 紅（1981-），籍貫：安徽阜陽，工程師，研究方向：紡織品檢測技術。