輻射接枝馬來酸酐和殼聚糖改性真絲纖維

1、1前言殼聚糖具有很好的抗菌防霉能力,又具有吸濕性,接枝后可提高真絲纖維與皮膚接觸的舒適感;此外,殼聚糖對真絲織物的抗皺性能也有改善作用。本實驗利用馬來酸酐作“粘合劑”,通過輻射對真絲纖維接枝殼聚糖改善其性能。2實驗2.1實驗材料、藥品實驗材料:脫膠桑蠶絲纖維、殼聚糖(分子量為4×105萬。藥品:馬來酸酐、乙酸、異丙醇、雙氧水、去離子水、氮氣。2.2實驗儀器Co-60輻射源(南京航空航天大學輻照中心,4×105居里、WS-SDd/o 色度白度計,YG026C 型電子織物強力機,YG(B541D-型全自動數字式織物折皺彈性儀、電子天平。2.3實驗方法研究表明較小分子量的殼聚糖對

2、真絲纖維改性作用遠好于較大分子量的殼聚糖,所以實驗先將殼聚糖降解。將殼聚糖溶解在20ml2%的乙酸中,并在0.5h 內逐滴加入30%H 2O 240ml 并快速攪拌;把配制好的溶液裝入輻照瓶,通入N 2,密封。用C o -60射線照射樣品,照射劑量為120kGy。照射后樣品在60%環(huán)境中干燥,制得不同分子量的低聚殼聚糖。將真絲置于含有殼聚糖、馬來酸酐、抗氧化劑的溶液中,通入氮氣510min,密封后置于Co-60輻射源中照射一定劑量。照射后樣品水洗烘干至恒重,測試性能。2.4測試方法輻射處理前樣品干燥時重W 1,輻射洗滌萃取后樣品烘干后重W 2,進行接枝率計算:把試樣疊成8層,在WS-SDd/o

3、色度白度計上按“ISO”視亮度(白度R457測8次,取平均值。按GB/T38191997垂直法測定,以經+緯表示。按G B /T 3923.11997測定。3結果與討論 3.1輻射劑量及單體濃度對接枝率的影響固定其它處理過程,只改變輻射劑量,對不同劑量照射后的樣品洗滌干燥后進行接枝率測定,結果見圖1。圖1輻射劑量與接枝率的關系樣品中馬來酸酐的質量分數為6%,殼聚糖濃度為2%;樣品照射時間為20h,照射環(huán)境溫度為25。從圖中可以看出,在輻射劑量較低時,真絲纖維的接枝率隨劑量幾乎成線性增加,說明此時接枝反應受動力學控制,反應速率取決于基體上活性點的數目;當輻照劑量進一步增大,基體自由基產生速率大于

4、單體向基體的擴散速率時,接枝反應轉向擴散控制,此時隨輻照劑量的增加,單體均聚嚴重,影響其擴散速率,所以反應達一定程度時,接枝率不再提高。根據輻射劑量對接枝率的影響,選擇照射劑量為12kGy,照射時間為20h,照射環(huán)境溫度為 25。只加入不同濃度的馬來酸酐,考察其對接枝效率的影響,見圖2。圖2馬來酸酐濃度與接枝率的關系由圖中可以看出,在相同的輻照條件下,馬來酸酐接枝率隨濃度的增加而提高,這進一步可以說明接枝反應受擴散控制。當馬來酸酐濃度大于7%時,由于均聚作用,使接枝率減緩。固定馬來酸酐濃度為6% ,只改變殼聚糖的濃度,結果見圖3。圖3殼聚糖濃度與接枝率的關系從圖中可以看出,在不存在殼聚糖的時候

5、,真絲纖維還是有較大的接枝率,這是因為真絲纖維還接枝上了馬來酸酐,由于其分子量較殼聚糖小很多,更易與纖維發(fā)生接枝反應。接枝率的減小與馬來酸酐相似,其原因是均聚和交聯(lián)作用。3.2對真絲纖維性能的影響本實驗對真性性能的影響主要從纖維皺回復角、斷裂強力及纖維白度方面考察。輻射劑量為12kGy 時,改變馬來酸酐的濃度,纖維性能的變化如表1所示。隨著濃度的增加,彈性回復角逐漸增加且較為顯著。因為濃度越大,馬來酸酐向織物內部擴散越快,織物中浸漬單體含量越多,單體越易自聚,與絲素的交聯(lián)點也越多,越易形成三維網狀結構,同時殼聚糖可與馬來酸酐交聯(lián),進一步提高了折皺回復角。但隨濃度的增加,白度和 強力都有所下降。

6、綜合考慮纖維改性后性能的情況下,馬來酸酐濃度選取為6%時最好。表1馬來酸酐對纖維性能的影響輻射接枝馬來酸酐和殼聚糖改性真絲纖維鞏文斌鄭友石(南京航空航天大學核科學與工程系南京211100摘要:討論了輻射接枝馬來酸酐和殼聚糖對真絲纖維的改性作用。通過改變不同的輻射劑量和殼聚糖濃度,在合適的工藝條件下,改性后真絲抗皺性能大大提高,但其白度和強度均略有下降。關鍵詞:真絲纖維殼聚糖馬來酸酐輻射接枝中圖分類號:T P 311文獻標識碼:A 文章編號:1673-0534(200712(a-0004-02(下轉6頁皺回復力明顯提高,且隨著殼聚糖濃度的增加而小幅度增加;斷裂強度有少量增加;同時,白度逐漸減弱。

7、這是因為,在馬來酸酐濃度達到6%時, 接枝率主要由殼聚糖的接枝所影響。通過和真絲纖維、馬來酸酐的接枝和交聯(lián),增加了殼聚糖在絲素殼聚糖固著,改善了真絲纖維的整理效果。表2殼聚糖對纖維性能的影響但是當殼聚糖濃度大于1%時,經處理過的真絲纖維開始發(fā)硬,顏色發(fā)黃,所以殼聚糖濃度應選擇為0.5%為宜。 變真絲纖維的接枝率,并考察接枝率對其性能的影響。表3接枝率對纖維性能的影響從表3可以看出,當接枝率較低時,隨著接枝率的增長,織物的折皺回復角有較大的提高,而且織物的手感與白度變化不大。這是因為少量的接枝物有利于纖維分子鏈的固著,從而提高織物的干彈性。但隨著接枝率的進一步提高,織物開始發(fā)硬,手感變粗,折皺回

8、復角逐步下降,說明當接枝率過高時會破壞絲纖維的結構,從而大大降低織物的彈性,手感變差。同時,斷裂強力的減小和白度的大幅度減小也說明了較大的接枝率會損傷真絲纖維的原有結構。綜合考慮,接枝率應控制在6%左右。4結語(1通過輻照接枝馬來酸酐和殼聚糖對真銨滴入向蒸餾水時,蒸餾水起到了反應媒質的作用。當液滴進入蒸餾水中時,溶質分子或離子首先要在水中迅速擴散,然后以近乎單個分子或離子碰撞來完成反應,形成納米粉體, 因此得到的沉淀顆粒較小,同時整個反應過程 是在不斷的高速攪拌中進行的,反應所得到的沉淀粒子就不容易互相結合在一起,也就減少 了團聚的產生。尿素溶液發(fā)生水解后呈堿 性,從而使硫酸鋁銨與碳酸氫銨分子

9、間反應加 速,因此這種方法制得的粉末粒徑相對較大,團聚現(xiàn)象也較明顯。2.3納米氧化鋁粉體的X-射線分析取煅燒后的A2樣品進行物相分析,經過1200/2h 的煅燒處理后,粉末已經全部轉化為剛玉型氧化鋁(-Al 2O 3。3結語(1以硫酸鋁銨和碳酸氫銨為主要原料,用液相合成法能夠制得粒度在70100nm 的納米-Al 2O 3納米粉末,且制得的粉末具有較好的分散性能。(2通過液相法制得的氧化鋁粉末在1200圖21200煅燒后A1和A2粉末的TEM 照片絲纖維進行改性,可以明顯改善真絲纖維的折皺回復角,并具有較好的白度和斷裂強力。(2輻射改性的接枝率對真絲纖維性能的影響較大,較高的接枝率會損傷纖維的

10、原有結構,接枝率在6%左右為宜。為了達到較好的改性效果,馬來酸酐和殼聚糖的濃度選擇6%和0.5%為適。參考文獻1楊棟.殼聚糖在織物功能性整理中應用(一J.印染,2003(4:34-36.2張志成,葛學武,張曼維.高分子輻射化學M.合肥市:中國科學技術大學出版社,2000:68-105.3葛學武,儲結根,徐相凌,等.蠶絲輻射結枝丙烯腈J.高分子學報,2000,2:205-20.(上接4頁經過兩個小時煅燒,能完全轉變?yōu)?氧化鋁。(3不同的滴定方式對氧化鋁粉末的粒度和團聚程度有著重要影響,而對粉末的晶粒形狀無大的影響。參考文獻1余明清,陳學江,鄭春岐.微晶氧化鋁陶瓷的制備、應用與發(fā)展J.新材料產業(yè),2006,12:17-22.2肖漢寧,譚偉,易雯雯.高耐磨氧化鋁陶瓷的材料設計與性能研究J .陶瓷學報,2004,25(2:81-84.3張巨先.高純微晶氧化鋁陶瓷的研制J.真空電子技術,2004,