雙子表面活性劑對萘醌防蛀功能色素染色羊毛地毯紗線的應用增效

單國華，趙 濤，肖遠淑，董鵬飛，睢成琳，張立影，賈麗霞

（1.新疆大學紡織與服裝學院，新疆烏魯木齊 830046；2.東華大學化學化工與生物工程學院，上海 201620）

羊毛地毯容易受鱗翅目衣蛾或鞘翅目黑皮蠹等蛀蟲的蛀蝕，導致地毯使用價值下降［1］。具有升華性的羊毛防蛀片（例如樟腦、萘、對二氯苯）以及磺酰胺型、辛硫磷型、氯苯乙烷型、擬蟲菊酯類羊毛防蛀劑等對人體具有潛在危害［2］。天然植物源萘醌化合物不但有顏色，而且還具有抗菌、殺蟲、抗氧化、抗腫瘤、抗紫外線等多種功能活性［3-7］。研究表明，以萘醌功能活性結構1,4-萘醌為母體，引入殺蟲活性結構得到的萘醌化合物，可以作為潛在的羊毛織物防蛀功能色素（AMNQ）［8］。前期研究表明，AMNQ 應用于羊毛地毯紗線染色時，由于地毯用羊毛纖維具有髓腔多、鱗片厚、氨基酸含量低、雜質多、泛黃度高等特點，顏色深度以及鮮艷度較差，色光發暗。傳統皂堿法洗毛工藝去除雜質、提高白度效果較好，但是損傷地毯紗線，不利于染色［9］。雙子表面活性劑（GS）是一種特殊的表面活性劑，具有表面活性劑-連接基-表面活性劑結構。與傳統表面活性劑相比，GS 具有更低的臨界膠束濃度（cmc），更好的表面活性、界面吸附能力、應用性能、正協同效應以及生物安全性，因此被廣泛應用于洗滌、抗菌、陽離子改性、藥物傳遞、防銹、新材料制備等領域［10-13］。研究表明，陰離子GS（C-AGS）具有比傳統單鏈表面活性劑更優異的潤濕、洗滌等性能［14］。利用C-AGS 對羊毛地毯紗線進行洗滌，探討其對AMNQ 上染羊毛地毯紗線的影響。

1 實驗

1.1 材料及儀器

織物：粗梳和田地毯羊毛紗線（125 tex×2，新疆和田地毯廠）。試劑：AMNQ-1、AMNQ-2、C-AGS（自制，結構如下所示），JFC、皂粉（工業級，市售），乙酸（分析純，上海山浦化工有限公司），乙醇（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）［8，14］。

儀器：SE202FZH 電子天平［奧豪斯儀器（上海）有限公司］，ASX-24 常溫旋轉式小樣染色機（佛山市精柯紡織印染設備有限公司），Ultrascan Pro 測色儀（美國HunterLab 公司），WSB-3A 智能式數字白度計、Y（B）571-Ⅱ預置式色牢度摩擦儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司），SW-12A 耐洗色牢度試驗機（溫州市際高檢測儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 C-AGS 洗滌工藝

配方：C-AGS 0%～3.2%(omf)，JFC 0%～3.2%(omf)。工藝流程：羊毛地毯紗線于55 °C 水中浸潤5 min，擠干，30～65 ℃洗滌25 min（浴比1∶50），水洗，晾干。

1.2.2 AMNQ 染色工藝

配方：AMNQ-1或AMNQ-2 1%(omf)。工藝流程［15］：洗滌后的羊毛地毯紗線于55 ℃水中浸漬5 min，擠干，40 ℃入染，升溫至95 ℃，在pH 3.5 的條件下染色60 min（浴比1∶40），染色結束后皂洗（皂粉1 g/L，浴比1∶20，95 ℃，10 min），溫水洗，晾干。

1.3 測試

白度：按照AATCC 110—2005《紡織品的白度測定》用智能式數字白度計測試。

色度：利用測色配色儀在D65、10°條件下測定L*值、a*值、b*值、C*值和h值。

K/S值：利用測色配色儀測試。

色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗耐皂洗色牢度》測試耐皂洗色牢度；按照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》測試耐摩擦色牢度。

2 結果與討論

2.1 C-AGS 洗滌工藝優化

洗滌條件對羊毛地毯紗線白度的影響見圖1。

圖1 洗滌條件對羊毛地毯紗線白度的影響

由圖1a可看出，隨著C-AGS 用量的增加，地毯紗線白度增大，在用量為2.0%時達到最大值，繼續增加C-AGS 用量，紗線白度稍有減小。C-AGS 的cmc 值較傳統表面活性劑低，能夠在較低濃度范圍內形成膠束，提高洗滌力。由圖1b 可知，隨著JFC 用量的增加，紗線白度增大，在用量為1.2%時達到最大值，繼續增加JFC 用量，紗線白度緩慢減小。隨著JFC 用量的增加，C-AGS 與JFC 的正協同作用增強，污漬表面張力顯著降低，去除污漬的能力和去除污漬的深度顯著增強，表面活性劑能夠滲透進入纖維內部去除污漬，纖維白度增加。由圖1c 可知，紗線白度隨著洗滌溫度的升高而增大，在45～50 ℃時增幅較大，洗滌溫度大于50 ℃后，白度增幅變緩。溫度升高，C-AGS 的洗滌效果提高，羊毛纖維中羊毛脂的熔融加速，羊毛脂與羊毛纖維之間的親和力降低，更容易去除［9］。綜上所述，羊毛地毯紗線優化洗滌工藝為：C-AGS 用量2.0%(omf)，JFC 用量1.2%(omf)，溫度50 ℃。

2.2 染色效果

由表1 可以看出，與未洗滌染色地毯紗線相比，洗滌地毯紗線染色后，L*降低，a*、b*、C*、K/S值均增大，表明經C-AGS 洗滌后，污漬去除更深入，染料更易與羊毛地毯紗線結合，染色性能改善。與AMNQ-1相比，AMNQ-2 染色紗線的K/S值更大，這可能是由于其結構中含有水溶性磺酸基，有利于吸附和滲透地毯紗線［8］。

表1 AMNQ 染色地毯紗線的色度參數及K/S 值

2.3 染色牢度

由表2 可以看出，經過C-AGS 洗滌的羊毛地毯紗線染色后，耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度提高，可能是因為羊毛表面污漬的去除更利于AMNQ 與地毯紗線結合。由于AMNQ-2 結構中存在磺酸基，與地毯紗線結合更牢固，AMNQ-2 染色地毯紗線的色牢度大于AMNQ-1。

表2 AMNQ 染色地毯紗線的色牢度

3 結論

（1）C-AGS優化洗滌工藝：C-AGS用量2.0%(omf)，JFC 用量1.2%(omf)，溫度50 ℃。經C-AGS 洗滌后，羊毛地毯紗線的白度提高36.8%。

（2）應用AMNQ-1 或AMNQ-2 對洗滌羊毛地毯紗線進行染色，K/S值增大，色牢度提高。