殼聚糖在絲絨紗線染色中的應用

王艷

摘要：本文通過對殼聚糖與絲絨紗線的性能的分析，從絲絨紗線單因素實驗中獲取影響織物的主要因素，探究殼聚糖在絲絨紗線的預處理染色中的最佳工藝絲絨織物性能。

關鍵詞：殼聚糖；絲絨紗線；染色

1 蠶絲的性質

蠶絲不溶于酒精、丙酮、四氯化碳等有機溶劑。絲膠在水中首先發生膨化，隨著溫度的不斷提高膨化程度加深。但是可以在溶于某些鹽類溶液中溶解。比如：無水氯化鈣（CaCl2）的甲酸（HC00H）溶液以及煮沸的濃氯化鋅（ZnCl2）溶液等[1]。

蠶絲分子中既含有酸性基團（如COOH），又含有堿性基團（NHa），蠶絲纖維在不同pH值的溶液中，既能與堿結合，又能與酸結合的兩性性質。絲纖維在酸、堿和酶催化作用下發生水解，其強度下降。水解作用是隨著pH值的而變化，絲纖維的等電點pH=1.75～10.5范圍內，絲纖維比較穩定，但是在強酸和強堿中可以水解甚至溶解[2]。蠶絲的耐光性也很差，蠶絲對光特別敏感。

2 殼聚糖的來源與特性

殼聚糖各項性能良好，比如，具有良好的水解性、較強的吸濕透氣性、良好的抗菌性、吸附性等。目前主要的制備殼聚糖的方法有：制備方法有化學法、酶法和發酵法。

根據甲殼質、殼聚糖的制備方法，可歸納出一下制備流程：蝦或蟹殼漂洗、除砂→脫鈣及無機組分→脫蛋白質及脂肪→脫堿、漂白→水洗、烘干→甲殼質產品→濃堿處理→水洗、烘干→殼聚糖粗產品→提純→殼聚糖產品。

3 殼聚糖在絲絨的染色中的應用

近年來，國內外對殼聚糖的研究越來越重視，紡織印染行業也不例外，殼聚糖在酸性環境中與絲絨紗線具有較強的親和力，因為殼聚糖中有大量的活性氨基和羥基陽離子型[3]，用殼聚糖預處理絲絨紗線，為絲絨紗線增加大量的染座，可大大提高了上染率染色均勻，染色牢度也有所增加，尤其是在中性或者弱酸性染浴中效果更好。

3.1 染料的選擇

根據蠶絲和羊絨纖維的物理化學性質，染絲絨選用弱酸性染料以及中性染料。中性染料色譜不齊全，而弱酸性染料上染絲絨色牢度不強，因殼聚糖預在酸性條件下，對蛋白質有很好的親和力，可以彌補其不足。

3.2 染色工藝流程

結合企業具體的生產過程我們將染色工藝流程定為：洗凈絲絨混紡紗線或織物→潤濕→染色→漂洗→脫水→烘干。

3.3 各影響因素確定

由于絲絨表面的拒水性，阻礙了染料的吸附和擴散，所以絲絨的染色必須在沸染條件下進行，但高溫會造成絲絨纖維損傷，手感變硬，泛黃等問題。殼聚糖作為一種天然聚合物，在自然界廣泛存在，絲絨纖維經過殼聚糖處理后，在很大程度上提高了絲絨的上染率及K/S值，把經過殼聚糖處理的絲絨纖維和未經殼聚糖處理的絲絨纖維的上染率做比較，絲絨獲得了明顯的增深效果，這就會使絲絨染色能耗少，染料利用率高。這對于實際解決紡織印染工業中絲絨的染色問題具有很大的意義。

根據實驗對酸性染料的上色時各因素影響情況對比如下：

（1）在偏酸性條件下染料上色率高，但是pH值不能小于2.0，否則絲會大量溶解；PH值為45之間，絲與羊絨上染率以及勻染性都較好，染浴中的殘余染料較少也就是說吸盡率最大；

（2）絲絨同浴染色時，終染溫度小于80℃時，蠶絲纖維的上染量高，溫度升高至100℃時，羊絨的上染率超過蠶絲，當溫度為85～95℃時，羊絨和蠶絲的上染速率基本接近，同色性較好。所以絲絨同浴染色的終染溫度一般選擇在95℃。

（3）絲絨織物用酸性染料染色時，一開始蠶絲的上染速度快于羊絨，到達一定時刻，羊絨上染率隨著時間慢慢加快超過蠶絲，在這個過程中有一時間會達到同步。根據實驗中的規律發現，似乎染色時間短有利于提高同色性，但考慮到染色勻染性，色牢度等諸項要求，按照染料用量的多少，即淡、中、深色，整個染色時間控制在80～100min為宜。

（4）當浴比大時，染液的濃度小，染料上染纖維的速度就慢，從而增大了染料對蠶絲的上染幾率，有利于絲、絨同色。實驗中一般采用1：40～1：50的浴比。

3.4 實驗結果分析

pH值是絲絨紗線染色過程中影響染料上染最主要的因素，當染液pH值變化時，染料的上染百分率變化也較大；隨著染色溫度的升高，絲絨紗線的上染百分率增加，采用染色溫度85℃既可以節能又可以節省原料，使之適合利益最大化，更好的適用于生產；同時也可以避免高溫對絲絨紗線的損傷。當殼聚糖濃度為0.2%時上染效果較好，增加殼聚糖濃度上染率變化不大。

殼聚糖對不同染料上染絲絨紗線上染百分率、K/S值實驗結果對比可以看出：絲絨紗線經過殼聚糖處理后，其上染率及K/S值明顯提高。因為殼聚糖分子帶正電荷，經過殼聚糖處理后絲絨紗線的負電荷會減少，從而減少了染色過程中纖維與染料離子之間的排斥力，這樣可以使染料充分地從染液中轉移到纖維上，從而提高了上染率。加殼聚糖的弱酸蘭的上染百分率為91.1%，未加殼聚糖的上染百分率為84.7%；加殼聚糖K/S值27.5，未加殼聚糖K/S值25.2，色差最明顯。殼聚糖預處理絲絨織物其上染率增加，染色均勻。

4 結論

（1）當預處理液中殼聚糖的濃度較低時，上染百分率隨著殼聚糖濃度的增大而提高，但當濃度增大到一定值時，上染百分率不再增加，反而有所下降，同時絲絨紗線的手感變硬；K/S值的變化規律與上染百分率的基本一致，當殼聚糖濃度太高時，紗線的表面色深度也無明顯變化。當殼聚糖濃度在0.2%時，絲絨紗線上染效果最好。

（2）經殼聚糖處理后的絲絨紗線，可降低其染色溫度。

（3）經過殼聚糖處理后的絲絨紗線，其染色殘液中染料的濃度明顯降低，這表明殼聚糖有助于提高染料的利用率，同時也有利于紡織企業印染廢水的處理，保護環境。

參考文獻：

[1]張子濤，陳東輝.殼聚糖在毛紡織工業中的應用[J].毛紡科技，2001，06（1）：3033.

[2]謝芳.季銨鹽表面活性劑和殼聚糖對羊毛織物的抗菌整理[D].青島大學，2006.

[3]劉炳宏.生態法羊毛織物防氈縮整理[D].北京服裝學院，2008.