一种基于戊二醛交联的兔毛织物长效抑菌整理方法与流程

本发明涉及一种兔毛织物的抗菌整理方法，具体为一种基于戊二醛交联的兔毛织物长效抑菌整理方法。
背景技术：
兔毛是一种天然蛋白质纤维，由角蛋白组成，与其它常用的天然动物纤维相比，兔毛纤维是一种绿色环保、保暖性佳的纺织用保暖材料，具有优异的天然特性。兔毛纤维表面洁白、光滑、洁净，是重要的纺织工业原料，而且在纺织加工前不需繁琐清洗，缩短了生产工序的同时也避免洗涤废水对环境的污染，因此，兔毛作为一种绿色的纺织品原料越来越受到企业的重视和消费者的青睐。但兔毛纤维及相关材料主要是由角蛋白构成，角蛋白是含硫蛋白质的复合体。尽管分子间存在的二硫键、盐式键和范德华力使毛纤维对于蛋白水解酶的水解作用有较强的抵抗作用，但在适宜的温度和湿度条件下，兔毛纤维会成为细菌和真菌生长的合适媒介，导致毛纤维降解。因此兔毛织物应该进行防微生物处理，以避免微生物的生长和传播以及毛纤维的损坏。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基以后的产物，也是甲壳素的衍生物，主要来源于动物、昆虫的甲壳，具有良好的抑菌性，安全无毒性，还有良好的吸湿透气性、反应活性、生物活性、吸附性、成纤性等独特的理化性质。因此，人们利用壳聚糖来开发绿色、无毒、广谱抗菌，低成本、穿着舒适的抗菌织物一。近年来，随着各国对壳聚糖的认识不断提高和应用研究的进一步深化进行，壳聚糖已应用于许多领域中，其中保健品、化妆品、食品工业、医药、化工、造纸、农业、环保、轻纺等领域中正在得到广泛的应用。据报道，经壳聚糖与柠檬酸混合试剂整理的棉织物与丝织物，对金黄色葡萄球、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌四种菌种进行测试，均有一定的抑菌性能，而壳聚糖用于毛织物的抗菌整理报道很少。此外，采用柠檬酸为交联剂的兔毛抗菌整理工艺尚存在以下不足：1、抗菌效果不强、尤其缺乏持久性：2、高温整理工艺对毛织物损伤较大。这是因为柠檬酸-壳聚糖抗菌整理的原理是柠檬酸的羧基与壳聚糖及毛纤维上的氨基经脱水反应形成酰胺键，但该反应需要在高温下进行，如130℃以上。由于兔毛为天然蛋白质纤维织物，经长时间高温焙烘可能引起蛋白质变性降解，使织物的可穿戴性能下降。而如果焙烘时间不足，则壳聚糖与兔毛形成的交联键过少，使兔毛织物抗菌性偏低，尤其缺乏抗菌长效性(耐洗性)。针对已有技术的不足，本发明将设计一种基于戊二醛交联的兔毛织物长效抗菌整理方法。具体为以天然高分子壳聚糖为抑菌剂，戊二醛为交联剂，通过席夫碱缩合反应，使壳聚糖与兔毛纤维分子之间形成交联键，实现壳聚糖在兔毛纤维分子上的牢固结合，从而真正意义上实现兔毛纤维及其织物的长效抗菌整理效果。抗菌性能的获得，也将使兔毛纺织品的应用领域得到扩大，并直接推动此类纺织品的进一步发展。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种兔毛织物的长效抑菌整理方法。具体为一种基于醛交联的，以壳聚糖为抑菌剂的兔毛纤维织物长效抑菌整理方法(以下简称整理方法)。与传统毛织物抗菌整理方法比较，本发明整理方法主要有以下三方面优点：①高效的抑菌性与安全性以天然高分子壳聚糖作为抗菌剂，壳聚糖不仅对各类细菌与真菌具有高效广谱的抗菌性，且本身属于天然高分子抗菌剂，无毒性，生物相容性好，使用安全，十分适宜兔毛纤维制成的各类贴身织物及卫生保健纺织品的抑菌整理。②抑菌的长效性以往毛织物整理多采用多元羧酸(柠檬酸、丁烷四羧酸等)为交联剂，交联反应机理为酯化(酰胺化)反应。此类方法且反应效率底低下，抑菌剂与毛纤维键合效率底，故不耐水洗，难以实现抑菌的长效性。本方法采用戊二醛为交联剂，反应机理为席夫碱缩合反应，本反应不仅迅速，且抑菌剂与毛纤维键合效率高，壳聚糖与兔毛纤维将通过形成共价键紧密结合，从而提高了抗菌织物的耐洗性，实现了抑菌长效性。③舒适性能的改善以往以柠檬酸为交联剂的抗菌整理，由于需要130℃以上的高温焙烘，容易造成毛织物的机械性能与舒适性下降。本发明采用戊二醛作为交联剂，反应温度在50℃以下，最大程度地避免了高温对毛纤维的破坏，以及对织物服用性能的不利影响，在保证长效抗菌性的同时，最大程度地改善了整理织物的舒适性能。该方法由于采用常规的实验仪器和设备，具有操作简便、省时、成本低、安全性高、再现性强等优点，不仅可保整理结果的有效性、稳定性和可重复性，且对操作人员技术要求不高，便于在各种类型的兔毛纤维和织物的生产加工单位中推广应用。本发明解决所述兔毛织物抗菌性技术问题的技术方案是，一种基于醛交联的兔毛织物长效抑菌整理方法，该方法的特征在于采用本发明所述以下整理工艺步骤：一、整理液的准备整理液①：3％壳聚糖溶液，由1％醋酸溶液配置。整理液②：5％戊二醛水溶液二、整理工艺头道：将2g兔毛织物放入10ml整理液①中(浴比1∶5)，30℃恒温水浴中低速震荡。头浸30min捞出，头轧轧余率50％。二浸30min捞出，二轧轧余率100％。二道：将头道整理织物放入10ml整理液②中(浴比1∶5)，50℃恒温水浴中低速震荡1h。随后捞出轧液，轧余率150％。50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。整理织物的抑菌性评定采用《gb/t20944.3-2008纺织品抗菌性能评价第三部分：振荡法》进行评价。与现有的γ-cd含量分光光度测定技术相比，本发明测定方法的创新点主要有以下方面：①整理剂配方的改进-高效、安全、长效的抗菌整理配方：抗菌剂方面：采用天然高分子壳聚糖作为天然抗菌剂，不仅对各类细菌与真菌具有高效广谱的抗菌性，且本身属于天然高分子抗菌剂，无毒性，生物相容性好，使用安全。交联剂方面：采用戊二醛为交联剂，反应机理为席夫碱缩合反应，本反应不仅迅速，且抑菌剂与毛纤维键合效率高，壳聚糖与兔毛纤维将通过形成共价键紧密结合，从而提高了抗菌织物的耐洗性，实现了抑菌长效性。②整理工艺的优化-水相低温整理工艺：传统的高温焙烘整理工艺，温度一般在130℃以上，对纤维造成损伤较大，不仅降低了织物的强力，也影响了后期的服用性能与穿戴舒适性。而如果焙烘时间不足，则抗菌剂与纤维键合率低，抗菌效果低下，且缺乏长效性。本发明方法首次采用水相低温整理工艺，浸轧结束后直接水洗风干即得到抗菌织物，反应条件温和，不仅避免了高温对毛纤维的破坏，以及对织物服用性能的不利影响，且通过对整理剂组分的精确配伍，和整理反应工艺的优化，可以最大程度地保证抗菌整理的有效性和可重复性，对于稳定工艺具有十分重要的作用，故具有更好的推广性。图表说明图1(a)为以本发明抗菌整理方法进行整理的兔毛织物未经水洗及水洗30次后的抑菌效果图；图1(b)为以传统抗菌整理方法进行整理的兔毛织物未经水洗及水洗30次后的抑菌效果图。表1为以不同整理工艺整理的兔毛织物的抑菌率(水洗30次后)表1实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1抑菌率98.1％81.5％75.9％87.8％65.3％具体实施方式：下面结合实施例及附图来进一步叙述本发明。实施例1头道：将2g兔毛织物放入loml3％壳聚糖溶液中(浴比1∶5)，30℃恒温水浴中低速震荡。头浸30min捞出，头轧轧余率50％。二浸30min捞出，二轧轧余率100％。二道：将头道整理织物放入loml5％戊二醛溶液中(浴比1∶5)，50℃恒温水浴中低速震荡1h。随后捞出轧液，轧余率150％，50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。整理织物的抑菌性评定采用《gb/t20944.3-2008纺织品抗菌性能评价第三部分：振荡法》进行评价。实施例2头道：将2g兔毛织物放入10ml3％壳聚糖溶液中(浴比1∶5)，30℃恒温水浴中低速震荡。头浸30min捞出，头轧轧余率50％。二浸30min捞出，二轧轧余率100％。二道：将头道整理织物放入10ml2.5％戊二醛溶液中(浴比1∶5)，50℃恒温水浴中低速震荡1h。随后捞出轧液，轧余率150％，50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。整理织物的抑菌性评定采用《gb/t20944.3-2008纺织品抗菌性能评价第三部分：振荡法》进行评价。实施例3头道：将2g兔毛织物放入10ml2％壳聚糖溶液中(浴比1∶5)，30℃恒温水浴中低速震荡。头浸30min捞出，头轧轧余率50％。二浸30min捞出，二轧轧余率100％。二道：将头道整理织物放入10ml5％戊二醛溶液中(浴比1∶5)，50℃恒温水浴中低速震荡1h。随后捞出轧液，轧余率150％，50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。整理织物的抑菌性评定采用《gb/t20944.3-2008纺织品抗菌性能评价第三部分：振荡法》进行评价。实施例4头道：将2g兔毛织物放入10ml3％壳聚糖溶液中(浴比1∶5)，30℃恒温水浴中低速震荡。头浸30min捞出，头轧轧余率50％。二浸30min捞出，二轧轧余率100％。二道：将头道整理织物放入10ml5％戊二醛溶液中(浴比1∶5)，50℃恒温水浴中低速震荡40min。随后捞出轧液，轧余率150％，50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。整理织物的抑菌性评定采用《gb/t20944.3-2008纺织品抗菌性能评价第三部分：振荡法》进行评价。对比例1为了对比说明本发明，本发明同时采用了传统的多元羧酸交联整理法，以壳聚糖为抗菌剂对兔毛织物进行了抗菌整理，并将其与本发明整理方法的抗菌效果进行了对比。具体为：配置整理液30ml，加入0.9gphmb，0.3g改性壳聚糖，丁烷四羧酸1.2g，次磷酸钠1.2g，jfc0.25ml，2g兔毛织物。45℃低温震荡30min。一轧，轧余率50-60％。二浸，45℃，30mi，二轧，轧余率90-100％。80℃预烘5min，130℃烘焙8min。50℃热水洗一遍，冷水洗两遍，风干，完成整理。本发明γ-cd含量测定方法所用实验仪器包括：集热式恒温加热磁力搅拌器，数显气浴恒温振荡器，生化培养箱等。本发明制备方法所用的仪器设备为常规仪器设备，成本低，操作方便，技术成熟，适用于工业化推广应用。由图1及表1中的数据可以看出，采用本发明醛交联整理方法整理的兔毛织物的兔毛织物具有显著的抗菌效果，抑菌率达到98.9％，而经传统多元羧酸整理方法整理的兔毛织物亦具有一定抗菌性，抑菌率达到95.6％。在经过水洗30次之后，本发明整理方法整理的兔毛织物抑菌率为98.1％，基本未有下降，而经传统工艺整理的兔毛织物抑菌率下降明显，仅为65.3％。图1中的数据说明本发明的戊二醛交联整理方法与传统方法相比，在抑菌长效性方法具有显著的优势。此外，由表1中的数据可知，本发明兔毛织物的长效抑菌整理方法的最优工艺条件为：天然抗菌剂壳聚糖浓度：3％；交联剂戊二醛浓度：5％；交联反应时间：1h；反应温度：50℃。反应结束后水洗风干即可，无需焙烘。以此本发明最优整理条件整理的兔毛织物，经30次水洗后的抑菌率可达98.1％。与传统整理方法相比，本发明的整理方法不仅具有良好的抑菌性能，且效果长效。本发明不仅解决了兔毛织物抑菌整理的长效性，且整理反应条件适宜，无需高温焙烘，在保证织物抑菌性的同时最大程度地减少了织物的性能损伤。该整理方法对兔毛织物在贴身纺织品及卫生保健纺织品领域的推广应用具有良好的推动作用。当前第1页12