蛋白质改性舒适性家纺织物的开发与性能研究

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近年来,绿色纺织品因生态环保且对人体无危害而大受人们的推崇,因此,本文利用天然丝素蛋白对家纺棉纱进行整理,并利用改性后的纱线开发出一款绿色舒适性的家纺产品。丝素蛋白附着于家纺棉纱后能提高纱线的可织性和亲水性,再利用丝素家纺棉纱织造丝素家纺织物,使得织物具有吸湿、亲肤、柔软等众多优良的特性。首先,选取合适的蚕丝脱胶方案对蚕丝进行脱胶处理,然后将脱胶处理后的丝素纤维用溶解体系进行溶解,利用透析袋去除多余的盐离子,最终提取出丝素蛋白溶液。经实验发现,当温度处于90℃~100℃、处理时间为2个小时、尿素浓度为9mol/L的时候为最佳脱胶工艺参数。然后利用氯化钙加乙醇和水的三元溶解体系在80℃下得到的丝素蛋白含量最高、相对分子量最小,丝素纤维溶解更彻底,其高分子量的长肽链被分解成短肽链及游离氨基酸,蚕丝蛋白的构象也从β-折叠结构变为部分无规则卷曲结构更易溶于水。其次,再将家纺棉纱进行活化处理,处理之后的棉纤维上的羟基被选择性氧化生成醛基,与丝素蛋白上的氨基能够发生共价结合,使丝素蛋白牢固地接枝在家纺棉纱上。利用四因素三水平正交实验表对丝素家纺棉纱的最优制备工艺进行探究,经实验分析得到制备丝素家纺棉纱的最优工艺参数为:高碘酸钠浓度2.5g/L,丝素蛋白浓度4%,处理温度50℃,处理时间2h,经最优工艺方案处理以后,家纺棉纱的回潮率由8.13%上升至12.10%、断裂强度由1.13c N/dtex上升至1.39c N/dtex,纱线的可织性能大大提高。最后,利用最优工艺制备的丝素家纺棉纱开发了缎纹、斜纹两种不同组织的丝素家纺织物,并与未处理的普通家纺织物进行性能对比。从外观来看,利用丝素家纺棉纱制备的家纺织物的光泽度更好,光泽度从4.24上升至4.59,织物的白度也略微上升,从64.4上升至69.8;从热湿舒适性方面来分析,丝素家纺织物的瞬态热流量和传热系数都大于普通家纺织物,瞬态热流量从1524.95W/(㎡)上升至1350.15W/(㎡)、传热系数由23.23上升至56.3,其保温率小于普通家纺织物,保温率由23.53%下降至11.68%,织物的触感更加凉爽,其次,丝素家纺织物的透湿率也高于普通家纺织物的透湿率,从2496.99g/(d·m2)上升至2572.75g/(d·m2),其液态水分扩散能力也更好,能够符合吸湿排汗织物的要求,织物与水的接触角更小,从59.7°下降至44.8°,亲水性得以改善;丝素家纺织物的透气性略差,但是没有较大的服用性能影响;从织物的触感来分析,丝素家纺织物的弯曲刚度和弯曲功更小,弯曲刚度从437.46gf·mm/rad下降至199.24g f·mm/rad,弯曲功由2285.08gf·mm·rad下降至888.37gf·mm·rad,织物抵抗弯曲的能力下降,说明丝素家纺织物的手感更加柔软,同时织物的摩擦系数更小,从0.27下降至0.23,粗糙度振幅也从33.79mm下降至12.11mm,这是因为经丝素蛋白溶液处理后,纱线的表面会附着一层丝素蛋白薄膜,使得织物的表面粗糙度下降,手感更加光滑细腻,此外丝素蛋白的附着还改善了织物的悬垂性能,悬垂系数下降了12.19%,提升了织物的柔软性。对丝素家纺织物进行耐洗牢度测试发现织物的克重仅下降了5.3%,说明了丝素蛋白与家纺棉纱的接枝良好。
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