周洪榮

(山東絲綢紡織職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 255300)

1 前 言

絲膠蛋白作為一種生物相容性優(yōu)良的天然高分子材料，具有易溶、吸水、凝膠化、可改性和抗氧化等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于化妝品、營養(yǎng)保健、醫(yī)藥及紡織材料等領(lǐng)域。對于絲膠蛋白在纖維改性中的應(yīng)用是近幾年逐漸發(fā)展起來的。將絲膠蛋白通過特定的交聯(lián)劑與滌綸、棉等纖維固著，使交聯(lián)后的纖維織物在保持原有特性的基礎(chǔ)上，增加了天然絲膠的功能，大大提升了織物的服用性能和價值空間。本文主要就絲膠蛋白在滌綸、棉等纖維改性方面的研究成果和動向作簡要綜述。

2 改性的原理與方法

絲膠蛋白的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的—COOH、—NH2、—OH等水溶性基團，是易溶于水的球狀分子，為了提高絲膠改性后纖維的水洗牢度，需要將絲膠分子較牢固地固著在纖維分子上。為此，在用絲膠對纖維進行改性過程中，需要對纖維或者絲膠進行預(yù)處理，以使絲膠與纖維能更好的滲透接觸，同時給予合適的交聯(lián)劑、催化劑及必要的反應(yīng)條件等。

2.1 預(yù)處理

2.1.1 滌綸等合成纖維的堿減量處理

在用絲膠對滌綸、腈綸等合成纖維進行改性時，由于其表面光滑，絲膠很難被吸附，因此要對這些合成纖維織物進行堿減量處理，使其表面凹凸不平，產(chǎn)生孔洞，以使絲膠進入纖維的孔洞中，較為容易地附著在織物上。堿減量處理選用較濃的NaOH溶液，在較高溫度中處理織物。滌綸一般要90 ℃，NaOH 6 g/L，以1227作為堿減量促進劑[1]，腈綸可入80 ℃、質(zhì)量分數(shù)為8%的氫氧化鈉溶液中進行堿減量處理[2]。堿減量處理后，這些纖維變細，質(zhì)量減輕，產(chǎn)生孔洞，使絲膠分子較容易地滲入纖維間隙擴大接觸面，促進交聯(lián)反應(yīng)的進行。

2.1.2 棉等纖維素纖維的選擇性氧化處理

未經(jīng)處理的棉纖維不含有直接與絲膠分子反應(yīng)的基團，不能形成牢固的化學(xué)鍵，在用絲膠液浸漬過程中會受到帶酸性特征的絲膠液的侵蝕而失重；棉纖維經(jīng)過選擇性氧化處理后，羥基被氧化成醛基，不需要其他的交聯(lián)劑就能與絲膠分子中的—NH2發(fā)生席夫堿反應(yīng)產(chǎn)生共價結(jié)合，使絲膠分子順利以共價鍵的形式較牢固地結(jié)合在氧化棉纖維上[3-4]。楊美貴等[5]選用高碘酸鈉對棉纖維進行選擇性氧化后，再用不加任何交聯(lián)劑的絲膠液涂覆處理氧化后的棉纖維，經(jīng)電鏡掃描及紅外光譜測試，絲膠分子與氧化棉纖維間形成了交聯(lián)共價鍵。王浩等[6]改進了高碘酸鈉對棉纖維的選擇性氧化，在用高碘酸鈉對棉纖維的選擇性氧化之前，先采用NaOH溶液預(yù)處理棉纖維，使棉纖維的醛基含量增加，從而可與更多的絲膠蛋白共價接枝，有利于棉纖維的絲膠涂覆。

2.1.3 絲膠的預(yù)處理

水溶性絲膠直接固著在滌綸等合成纖維上比較困難，為使絲膠與纖維以共價鍵的形式結(jié)合，提高改性后纖維的水洗牢度，可以先將纖維進行如2.1.1的預(yù)處理，再加上合適的交聯(lián)劑與絲膠共價交聯(lián)；也可以采用絲膠與其他樹脂交聯(lián)后，再用于滌綸的涂層處理。神谷淳等人用二異氰酸酯交聯(lián)絲膠，得到能溶于有機溶劑的改性絲膠，并用它作為涂層劑進行滌綸的改性處理，結(jié)果表明這種改性后的絲膠即使不用樹脂和黏合劑，也能有效地作為耐洗性好的涂層劑進行滌綸纖維的改性。

2.2 交聯(lián)劑的選擇

絲膠進入預(yù)處理后的織物纖維空隙中，只是機械地附著在纖維上，并沒有真正地與纖維產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，水洗牢度低。為了提高絲膠的固著率，使絲膠與纖維真正固著在一起達到改性目的，需要根據(jù)絲膠和纖維的結(jié)構(gòu)特征選擇合適的交聯(lián)劑。所選交聯(lián)劑一般屬于多官能團有機物，既要與絲膠的—COOH、—NH2、—OH等基團反應(yīng)，又要與纖維上的活性基團順利結(jié)合，起到絲膠與纖維間的橋聯(lián)作用。例如對于滌綸纖維可采用戊二醛[7-8]、環(huán)氧類樹脂[9-10]等作為交聯(lián)劑，另外，神谷 淳等人用二異氰酸酯作交聯(lián)劑先將絲膠改性，再用于滌綸纖維的涂層劑。琚紅梅等[2]用蔗糖脂肪酸酯縮水甘油醚(SFEGE)作為腈綸織物接枝絲膠蛋白的交聯(lián)劑，使接枝絲膠蛋白的腈綸織物的柔軟度、褶皺彈性、吸濕性、透氣性都得到有效改善。

對于棉等纖維素纖維常用丁烷四羧酸(BTCA)[11-12]、戊二醛[13-14]作絲膠的交聯(lián)劑，F(xiàn)ujie Kurroka等[15]用檸檬酸作為交聯(lián)劑對棉布進行絲膠整理，并對加工棉布的絲膠附著量、撕裂強度、防皺性和吸水特性進行了研究；最近，張光先等[16]用自制的聚乙烯醇縮水甘油醚(PVAGE)作交聯(lián)劑在棉織物上交聯(lián)接枝絲膠蛋白，并對交聯(lián)接枝絲膠蛋白的棉織物的服用性能進行了研究。

3 改性后纖維的性能

3.1 改性滌綸的性能

滌綸具有強度高、彈性回復(fù)性能好等優(yōu)點，但吸濕性、透氣性差，如果作為服用面料，滌綸織物的穿著舒適性較差。利用絲膠進行滌綸纖維的仿真絲改性，可提高滌綸織物的吸濕性和服用舒適性、織物檔次和附加值。王玉杰等[9]用絲膠對滌綸進行改性研究，并對絲膠處理后的滌綸織物的回潮率、吸放濕性、染色性進行測試，結(jié)果表明：真絲化后織物的回潮率和吸放濕性得到較大改善，同時絲膠整理對織物的染色性能、摩擦牢度、沾色牢度、色差等服用性能沒有改變，各項指標(biāo)均符合要求。張吉升[7]對絲膠改性后的滌綸織物的吸放濕性、染色性能等進行了研究，發(fā)現(xiàn)處理后的滌綸織物的吸濕性能明顯改善，回潮率從0.4%上升到0.74%；采用酸性染料進行染色，染色均勻，經(jīng)固色處理后，牢度較高，這為工業(yè)化生產(chǎn)提供了可靠的方法。潘?？萚8]利用絲膠對滌綸織物進行改性處理來改善其服用性能，測試結(jié)果表明，滌綸織物經(jīng)絲膠處理和戊二醛固著后，其吸濕性能和抗靜電性能均有明顯改善，且?guī)缀醪浑S洗滌時間的增長而發(fā)生變化。

3.2 改性棉纖維的性能

棉纖維是常見的天然纖維素纖維，在紡織材料領(lǐng)域具有優(yōu)良的服用性能優(yōu)勢，但在穿著過程中存在抗皺性差、易縮水變形等缺陷，用絲膠對其進行表面改性可以改善上述缺陷，大大提升棉織物的價值空間。潘福奎等[14]研究了絲膠處理棉纖維的洗后平整度。結(jié)果表明，經(jīng)過絲膠處理后的純棉織物的洗后平整度較前有了很大提高，幾乎不隨洗滌時間的增長而發(fā)生變化。張光先等[16]對絲膠處理后的棉織物的服用性能進行了研究。結(jié)果表明：隨著棉織物上絲膠蛋白接枝率的增加，織物白度基本不變，透氣性能略有下降，總抗彎剛度單調(diào)上升，褶皺彈性恢復(fù)角大幅增加，回潮率有較大幅度上升。

4 展望與思考

絲膠來源廣泛，在纖維上固著絲膠可以獲得更優(yōu)良的穿著舒適性和衛(wèi)生保健性能，符合現(xiàn)代居民的消費觀念，具有廣闊的發(fā)展前景，但是在用絲膠改性纖維的過程中仍然存在有待改善提高的問題。其一，因為絲膠分子很不穩(wěn)定，溫度高于80 ℃時就會溶解，甚至變性[17]，而在用絲膠整理的過程中，往往需要較高的溫度，導(dǎo)致絲膠的性能受到破壞，利用率較低，不能充分展示織物改性后的真絲化效果；其二，在纖維改性前需要對其進行預(yù)處理，這會或多或少地破壞纖維織物原有優(yōu)良性能，影響整理后織物的綜合服用效果；其三，為了使絲膠分子較牢固地固著在纖維上，需要選擇一定的交聯(lián)劑，所選交聯(lián)劑既要保證在相同條件下與絲膠、纖維分子共同反應(yīng)起到交聯(lián)作用，又要達到環(huán)保要求，這就大大縮小了交聯(lián)劑的選擇范圍，需要不斷開發(fā)新的交聯(lián)劑。上述的諸多因素，在一定程度上限制了絲膠在纖維改性中的應(yīng)用，進一步影響改性后織物的后期推廣，因此需要相關(guān)的專家及科技工作者的不懈努力。

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