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羊毛作为一种天然蛋白质纤维材料,具有很多优点,其制品深受人们喜爱,但羊毛纤维表面致密的鳞片层结构和疏水性类脂层的存在使其表面具有疏水性,在羊毛制品染色印花加工过程中阻碍染料的吸附扩散,影响其印染加工性能和服用性能,制约高档羊毛制品的开发利用。因此改善羊毛纤维的亲水性,提高羊毛制品的附加值以及改善织物的印染加工性能是目前开发高档羊毛制品的研究方向之一。
本课题用纳米二氧化硅溶胶对羊毛纤维进行处理,借助扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)对经纳米二氧化硅改性处理的羊毛纤维表面的形态结构和化学组分进行了表征分析,并用表面接触角仪对处理前后羊毛织物的润湿性进行测试分析。采用浸渍处理、单面处理和双面处理方式,测试分析纳米二氧化硅处理前后羊毛织物在润湿时间、回潮率、透湿率等方面的变化,并确定最佳处理工艺。最后,对纳米二氧化硅改性处理羊毛织物的低温染色和印花性能进行探讨,分析纳米二氧化硅处理对羊毛织物印染加工性能的影响。
研究结果表明:扫描电镜观察纳米二氧化硅处理后纤维直径增大,鳞片层结构完整;XPS分析表明,改性处理后羊毛纤维表面O元素含量增加,C元素含量减少,出现了新的Si-O基团;FTIR分析表明,改性处理后羊毛纤维表面引入了亲水基团;经不同次数洗涤后纤维的亲水性变差,但亲水效果依然存在;通过正交实验分析,纳米SiO2溶胶浸渍处理羊毛织物的最优工艺为温度45℃,时间45min,硅溶胶浓度15g/l;纳米SiO2溶胶单面处理羊毛织物的最优工艺为汽蒸时间30min,网版透过率50%,纳米SiO2溶胶用量0.4%;双面印制处理的最佳工艺为织物正面采用网版透过率100%,反面采用网版透过率50%。染色性能实验表明,纳米二氧化硅处理羊毛织物上染速率和上染百分率有所提高,80℃低温染色可获得沸染效果;印花实验表明,纳米二氧化硅预处理后印花得色量增大,表面色深度增加,处理后织物的湿摩擦牢度和耐水洗色牢度提高了0.5~1级。本研究表明采用具有化学稳定、无毒的纳米SiO2溶胶处理羊毛纤维,对于实现羊毛低温染色、改善羊毛织物印花性能、开发高档羊毛产品具有实际应用价值。