棉织物无甲醛免烫/抗菌复合功能整理研究

摘要

长期以来，棉织物以其穿着舒适、可再生和易生物降解等优点而受到大众的喜爱。随着生活水平的不断提高，人们不但要求棉织物具有保暖、舒适的基本性能，还要求棉织物具有免烫、抗菌、除臭等特殊功能。因此，本课题将棉织物的无甲醛免烫整理和抗菌整理结合起来进行研究，以提升棉织物的服用性能和产品附加值。同时，本课题还将对实验室的研究处方进行产业化验证。
　　本课题主要从以下三个方面对棉织物的无甲醛免烫/抗菌复合功能整理进行研究探讨：一是以1,2,3,4-丁烷四羧酸（BTCA）为无甲醛免烫整理剂，与银系抗菌整理剂同浴对棉织物进行整理，并将银系抗菌剂与其它2种经济型抗菌剂进行复配比较；二是以 BTCA与多糖类物质如壳聚糖、β-环糊精对棉织物进行免烫/抗菌复合功能整理的探索研究；三是探索获取高效免烫/抗菌复合功能的整理工艺，确定最佳工艺条件并进行产业化试生产。本课题预期的棉织物免烫/抗菌复合功能整理的主要技术指标为：棉织物的折皱回复角≥260.0°，撕破强力保留率≥55.0％，抑菌率≥90.0％。
　　首先，在本课题组前期大量研究工作的基础上，选用无甲醛免烫整理剂 BTCA，并选择银系抗菌剂AGP，采用轧-烘-焙的工艺流程（一浴一步法），对棉织物进行复合功能整理。实验结果表明，当抗菌剂 AGP浓度为20.0g·L-1时，棉织物的折皱回复角为263.1°，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99.3％，撕破强力保留率在60.0％以上，达到本课题预期的免烫/抗菌技术指标。但是抗菌剂AGP价格昂贵，为了降低成本，又选用抗菌剂AEM5700和GC-G018WAGP分别与AGP复配，以减少AGP的用量。与纯AGP的抗菌效果比较，AGP分别与AEM5700或GC-G018W复配后，整理布样的折皱回复角下降，抑菌率分别为59.5％和87.0％，未达到预期的免烫/抗菌技术指标。
　　接着，本论文探讨了多糖类抑菌剂与 BTCA一起整理的效果。选择高粘度、中粘度和低粘度壳聚糖，与 BTCA同浴整理，由实验数据可以看出，壳聚糖的加入对棉织物的折皱回复角有降低趋势；同时，三种粘度中，经低粘度壳聚糖整理后的棉织物免烫效果最佳，但对金黄色葡萄球菌的抑菌率都相似，为40.0％左右。为了提高抑菌率，将低粘度壳聚糖氧化降解为不同低分子量的壳聚糖，再与 BTCA同浴对棉织物进行整理。实验结果表明，棉织物经分子量在3.9万左右的壳聚糖与 BTCA整理后，抑菌率比未降解的低粘度壳聚糖高，为56.1％。但与抑菌率≥90.0％的技术指标相差甚远。同时，本论文还将抗菌剂AGP与β-环糊精（β-CDs）复配并与BTCA一起使用，经整理后的棉织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99.8％，具有很好的抑菌性能；但是加入β-CDs使棉织物的折皱回复角未达标，为244.2°。
　　在上述研究基础上，本课题选取价格较低的抗菌剂，重点探索整理工艺流程来达到经济和技术的双向指标。通过比较轧-烘-焙整理中的一步一浴法（同浴）和二浴二步法工艺，发现在同浴工艺中，免烫整理剂和抗菌剂会相互影响，导致复合功能整理的效果不理想，而二浴二步法工艺则大大提高了抗菌效果，并发现价格低廉的抗菌剂SCJ2000的效果最佳。本论文研究了二浴二步法工艺中BTCA浓度、SCJ2000浓度、抗菌整理烘干交联温度与时间及工作液pH值等因素对棉织物免烫/抗菌复合功能整理效果的影响，提出了合适的工艺处方及流程。实验室实验结果表明，采用抗菌剂SCJ2000与BTCA，对棉织物进行二浴二步法工艺整理后，棉织物具有较好的免烫/抗菌效果，折皱回复角达到260.0°，抑菌率在99.0％以上。按照合适的工艺处方及流程进行了工厂试生产。试生产测试结果表明，经过 BTCA与 SCJ2000对棉织物的无甲醛免烫/抗菌复合功能整理后，棉织物的游离甲醛含量为“未检出”，折皱回复角高于260.0°，外观平整度等级（DP等级）达到3.4级，抑菌率高于99.0％，强力满足市场和本课题预期的要求，具有较好的无甲醛免烫/抗菌复合功能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 前言

1.2 棉织物简介

1.3 棉织物无甲醛免烫整理

1.4 棉织物的抗菌整理

1.5 棉织物无甲醛免烫/抗菌复合功能整理的研究现状

1.6 课题研究内容

1.7 课题研究意义

2 实验部分

2.1 实验材料

2.2 实验药品及仪器

2.3 实验内容

2.4 测试方法

3 结果与讨论

3.1 银系抗菌剂及其复配性能的研究

3.2 多糖类物质抗皱/抗菌性能研究

3.3免烫/抗菌复合功能整理工艺流程研究及其产业化

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢