辐射接枝马来酸酐和壳聚糖改性真丝纤维

1、1前言壳聚糖具有很好的抗菌防霉能力,又具有吸湿性,接枝后可提高真丝纤维与皮肤接触的舒适感;此外,壳聚糖对真丝织物的抗皱性能也有改善作用。本实验利用马来酸酐作“粘合剂”,通过辐射对真丝纤维接枝壳聚糖改善其性能。2实验2.1实验材料、药品实验材料:脱胶桑蚕丝纤维、壳聚糖(分子量为4105万。药品:马来酸酐、乙酸、异丙醇、双氧水、去离子水、氮气。2.2实验仪器Co-60辐射源(南京航空航天大学辐照中心,4105居里、WS-SDd/o 色度白度计,YG026C 型电子织物强力机,YG(B541D-型全自动数字式织物折皱弹性仪、电子天平。2.3实验方法研究表明较小分子量的壳聚糖对真丝纤维改性作用远好于较

2、大分子量的壳聚糖,所以实验先将壳聚糖降解。将壳聚糖溶解在20ml2%的乙酸中,并在0.5h 内逐滴加入30%H 2O 240ml 并快速搅拌;把配制好的溶液装入辐照瓶,通入N 2,密封。用C o -60射线照射样品,照射剂量为120kGy。照射后样品在60%环境中干燥,制得不同分子量的低聚壳聚糖。将真丝置于含有壳聚糖、马来酸酐、抗氧化剂的溶液中,通入氮气510min,密封后置于Co-60辐射源中照射一定剂量。照射后样品水洗烘干至恒重,测试性能。2.4测试方法辐射处理前样品干燥时重W 1,辐射洗涤萃取后样品烘干后重W 2,进行接枝率计算:把试样叠成8层,在WS-SDd/o色度白度计上按“ISO”

3、视亮度(白度R457测8次,取平均值。按GB/T38191997垂直法测定,以经+纬表示。按G B /T 3923.11997测定。3结果与讨论 3.1辐射剂量及单体浓度对接枝率的影响固定其它处理过程,只改变辐射剂量,对不同剂量照射后的样品洗涤干燥后进行接枝率测定,结果见图1。图1辐射剂量与接枝率的关系样品中马来酸酐的质量分数为6%,壳聚糖浓度为2%;样品照射时间为20h,照射环境温度为25。从图中可以看出,在辐射剂量较低时,真丝纤维的接枝率随剂量几乎成线性增加,说明此时接枝反应受动力学控制,反应速率取决于基体上活性点的数目;当辐照剂量进一步增大,基体自由基产生速率大于单体向基体的扩散速率时,

4、接枝反应转向扩散控制,此时随辐照剂量的增加,单体均聚严重,影响其扩散速率,所以反应达一定程度时,接枝率不再提高。根据辐射剂量对接枝率的影响,选择照射剂量为12kGy,照射时间为20h,照射环境温度为 25。只加入不同浓度的马来酸酐,考察其对接枝效率的影响,见图2。图2马来酸酐浓度与接枝率的关系由图中可以看出,在相同的辐照条件下,马来酸酐接枝率随浓度的增加而提高,这进一步可以说明接枝反应受扩散控制。当马来酸酐浓度大于7%时,由于均聚作用,使接枝率减缓。固定马来酸酐浓度为6% ,只改变壳聚糖的浓度,结果见图3。图3壳聚糖浓度与接枝率的关系从图中可以看出,在不存在壳聚糖的时候,真丝纤维还是有较大的接

5、枝率,这是因为真丝纤维还接枝上了马来酸酐,由于其分子量较壳聚糖小很多,更易与纤维发生接枝反应。接枝率的减小与马来酸酐相似,其原因是均聚和交联作用。3.2对真丝纤维性能的影响本实验对真性性能的影响主要从纤维皱回复角、断裂强力及纤维白度方面考察。辐射剂量为12kGy 时,改变马来酸酐的浓度,纤维性能的变化如表1所示。随着浓度的增加,弹性回复角逐渐增加且较为显著。因为浓度越大,马来酸酐向织物内部扩散越快,织物中浸渍单体含量越多,单体越易自聚,与丝素的交联点也越多,越易形成三维网状结构,同时壳聚糖可与马来酸酐交联,进一步提高了折皱回复角。但随浓度的增加,白度和 强力都有所下降。综合考虑纤维改性后性能的

6、情况下,马来酸酐浓度选取为6%时最好。表1马来酸酐对纤维性能的影响辐射接枝马来酸酐和壳聚糖改性真丝纤维巩文斌郑友石(南京航空航天大学核科学与工程系南京211100摘要:讨论了辐射接枝马来酸酐和壳聚糖对真丝纤维的改性作用。通过改变不同的辐射剂量和壳聚糖浓度,在合适的工艺条件下,改性后真丝抗皱性能大大提高,但其白度和强度均略有下降。关键词:真丝纤维壳聚糖马来酸酐辐射接枝中图分类号:T P 311文献标识码:A 文章编号:1673-0534(200712(a-0004-02(下转6页皱回复力明显提高,且随着壳聚糖浓度的增加而小幅度增加;断裂强度有少量增加;同时,白度逐渐减弱。这是因为,在马来酸酐浓度

7、达到6%时, 接枝率主要由壳聚糖的接枝所影响。通过和真丝纤维、马来酸酐的接枝和交联,增加了壳聚糖在丝素壳聚糖固着,改善了真丝纤维的整理效果。表2壳聚糖对纤维性能的影响但是当壳聚糖浓度大于1%时,经处理过的真丝纤维开始发硬,颜色发黄,所以壳聚糖浓度应选择为0.5%为宜。 变真丝纤维的接枝率,并考察接枝率对其性能的影响。表3接枝率对纤维性能的影响从表3可以看出,当接枝率较低时,随着接枝率的增长,织物的折皱回复角有较大的提高,而且织物的手感与白度变化不大。这是因为少量的接枝物有利于纤维分子链的固着,从而提高织物的干弹性。但随着接枝率的进一步提高,织物开始发硬,手感变粗,折皱回复角逐步下降,说明当接枝

8、率过高时会破坏丝纤维的结构,从而大大降低织物的弹性,手感变差。同时,断裂强力的减小和白度的大幅度减小也说明了较大的接枝率会损伤真丝纤维的原有结构。综合考虑,接枝率应控制在6%左右。4结语(1通过辐照接枝马来酸酐和壳聚糖对真铵滴入向蒸馏水时,蒸馏水起到了反应媒质的作用。当液滴进入蒸馏水中时,溶质分子或离子首先要在水中迅速扩散,然后以近乎单个分子或离子碰撞来完成反应,形成纳米粉体, 因此得到的沉淀颗粒较小,同时整个反应过程 是在不断的高速搅拌中进行的,反应所得到的沉淀粒子就不容易互相结合在一起,也就减少 了团聚的产生。尿素溶液发生水解后呈碱 性,从而使硫酸铝铵与碳酸氢铵分子间反应加 速,因此这种方

9、法制得的粉末粒径相对较大,团聚现象也较明显。2.3纳米氧化铝粉体的X-射线分析取煅烧后的A2样品进行物相分析,经过1200/2h 的煅烧处理后,粉末已经全部转化为刚玉型氧化铝(-Al 2O 3。3结语(1以硫酸铝铵和碳酸氢铵为主要原料,用液相合成法能够制得粒度在70100nm 的纳米-Al 2O 3纳米粉末,且制得的粉末具有较好的分散性能。(2通过液相法制得的氧化铝粉末在1200图21200煅烧后A1和A2粉末的TEM 照片丝纤维进行改性,可以明显改善真丝纤维的折皱回复角,并具有较好的白度和断裂强力。(2辐射改性的接枝率对真丝纤维性能的影响较大,较高的接枝率会损伤纤维的原有结构,接枝率在6%左

10、右为宜。为了达到较好的改性效果,马来酸酐和壳聚糖的浓度选择6%和0.5%为适。参考文献1杨栋.壳聚糖在织物功能性整理中应用(一J.印染,2003(4:34-36.2张志成,葛学武,张曼维.高分子辐射化学M.合肥市:中国科学技术大学出版社,2000:68-105.3葛学武,储结根,徐相凌,等.蚕丝辐射结枝丙烯腈J.高分子学报,2000,2:205-20.(上接4页经过两个小时煅烧,能完全转变为-氧化铝。(3不同的滴定方式对氧化铝粉末的粒度和团聚程度有着重要影响,而对粉末的晶粒形状无大的影响。参考文献1余明清,陈学江,郑春岐.微晶氧化铝陶瓷的制备、应用与发展J.新材料产业,2006,12:17-22.2肖汉宁,谭伟,易雯雯.高耐磨氧化铝陶瓷的材料设计与性能研究J .陶瓷学报,2004,25(2:81-84.3张巨先.高纯微晶氧化铝陶瓷的研制J.真空电子技术,2004,1