天然納米功能性絲綢產(chǎn)品開發(fā)及應用研究

凌 瑤 虞 琳 陸 濤 吳曉棋 許 磊

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院 江蘇 蘇州 215009）

1 前言

絲綢織物具有光澤柔和、手感柔軟、吸濕透氣、輕盈飄逸、穿著舒適、天然健康等特點，深受消費者喜愛。但絲綢也有一些固有的缺點，如在日光照射下容易脆損、泛黃等，且自身不具備一些功能特性，限制了絲綢產(chǎn)品的應用與推廣。[1]

近年來天然材料在絲綢織物上的應用越來越多，其本身具有安全環(huán)保的特性，有的天然材料經(jīng)過處理后，還可大大提高絲綢織物的應用舒適特性，深受消費市場的歡迎。[2-5]項目團隊在前期的研究基礎(chǔ)上，開發(fā)了天然納米功能性絲綢產(chǎn)品，獲得了較好的抗紫外等功能性效果，并在絲綢企業(yè)中進行了初試生產(chǎn)，取得了較好的應用效果，為絲綢企業(yè)開發(fā)設(shè)計天然功能性絲綢新產(chǎn)品奠定了研究基礎(chǔ)。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

真絲織物（65g/m2）

2.1.1 實驗藥劑

檸檬酸（分析純）、磷酸氫二鈉（分析純）、硝酸鈰（化學純）、醋酸鈰（化學純）、醋酸鑭（化學純）、天然納米功能劑（自制）、去離子水（化學純）。

2.1.2 測試儀器

XH-KG55C電熱恒溫震蕩水浴鍋（上海一派印染技術(shù)有限公司），JMB3002電子天平（上海奧豪斯儀器有限公司），DATACOLOR600測色配色儀（上海德塔商貿(mào)有限公司），TES-1380K酸堿度計（臺灣泰仕），HB902紫外性能測試儀（萊州市電子儀器有限公司）。

2.2 實驗方法

天然納米功能劑在真絲纖維上的處理方法可分為：直接處理、同浴處理、前媒法處理和后媒法處理四種，下面就是這四種處理工藝及流程：

2.2.1 直接處理工藝

處理步驟：將重為2g的真絲織物放入浴比為1:50的染浴中，用檸檬酸、磷酸二氫鈉調(diào)節(jié)處理浴的pH值，當溫度升到60℃時放入并升溫至90℃，保溫60min后，取出后在60℃的溫水中水洗2次并晾干。

2.2.2 同浴法

處理步驟：將重為2g的真絲織物加入浴比為1:50的媒染浴中，用檸檬酸、磷酸二氫鈉調(diào)節(jié)媒染浴的pH值，當溫度上升到60℃時放入并升溫至90℃，保溫30min后，取出用60℃的水洗并晾干。

2.2.3 前媒處理工藝

處理步驟：將重為2g的真絲平紋織物加入浴比為1∶50的媒染浴中，用檸檬酸、磷酸二氫鈉調(diào)節(jié)媒浴的pH值，當溫度上升到60℃時以1℃/min的速度升溫至90℃，保溫30min后，降溫至60℃時將織物取出放入染浴中，以1℃/min的速度升溫至90℃，保溫30min后，取出用60℃的水洗晾干。

2.2.4 后媒處理工藝

處理步驟：將真絲纖維加入浴比為1∶50的染浴中，用檸檬酸、磷酸二氫鈉調(diào)節(jié)染浴的pH值，當溫度上升到60℃時以1℃/min的速度升溫至90℃，處理30min后，降溫至60℃，再將織物取出放入媒浴中，以1℃/min的速度升溫至90℃，保溫30min后，取出用60℃的水洗晾干。

2.3 測試方法

（1）K/S值、L值、a值、b值測定

利用DATACOLOR600測色配色儀測定，將織物折疊4層（不透光即可），在不同經(jīng)緯向取四點，分別測定K/S值、L值、a值、b值，取平均值。

（2）紫外線透過率(T)和紫外線防護因子(UPF)測定

按照國標GB/T18830-2009《紡織品防紫外線性能的測定》對樣品進行測試。

3 結(jié)果與討論

3.1 天然納米功能劑對絲綢織物直接改性處理

3.1.1 pH值對天然納米功能劑作用的影響

pH值對天然納米功能劑處理有一定的影響，我們在這里討論了不同pH值對天然納米功能劑處理性能的影響。配取天然納米功能劑濃度為4g/L,o.w.f為5%，浴比1∶50，采用直接處理工藝，參見2.2。用檸檬酸、磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)染液的pH值，測試織物的K/S值如表1：

表1 pH值對天然納米功能劑作用的影響

由表1可知：當染浴pH值＜6時，隨著染浴pH值的增大，織物的K/S值逐漸增加，當染浴pH值為6時，K/S值達到最大值。因此天然納米功能劑處理最佳的pH值為6。

3.1.2 溫度對天然納米功能劑作用的影響

處理溫度對天然納米功能劑處理有較大影響，為了研究處理溫度的改變對處理性能的影響，應用浴比1∶50，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為6，改變處理溫度，測試結(jié)果如表2：

表2 溫度對天然納米功能劑作用的影響

由表2可知：隨著溫度的上升，織物的表面色深K/S值呈現(xiàn)上升趨勢，溫度大于90℃，變化趨于平緩，且UPF值均大于50，因此最佳的處理溫度是90℃。

3.1.3 時間對天然納米功能劑作用的影響

通過改變處理的時間來天然納米功能劑的效果，測試結(jié)果如表3

表3 時間對天然納米功能劑作用的影響

由表3可知，隨著時間的增加，K/S值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，UPF值均大于50，所以在處理時間為80min時效果最佳。

3.1.4 天然納米功能劑用量的影響

天然納米功能劑的用量變化對絲綢處理后的結(jié)果如表4：

表4 天然納米功能劑的用量的影響

隨著天然納米功能劑用量的增加，真絲織物的K/S值也呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，當天然納米功能劑用量達到6%時，K/S值最大。此時UPF值均大于50，說明天然納米功能劑的抗紫外性能較好。

3.2 稀土金屬對天然納米功能效果的影響

3.2.1 稀土媒染劑的影響

添加稀土媒染劑后，對天然納米功能劑在絲綢織物上的作用也有一定的影響，如采用了硝酸鈰、醋酸鈰、醋酸鑭這三種稀土媒染劑后，測試的K/S值如圖1所示：

圖1 稀土媒染劑種類的影響

從圖1看出這三種稀土媒染有明顯的對比性，醋酸鈰對天然納米功能劑的促進效果最好。

3.2.2 稀土媒染劑的pH值影響

為了了解不同稀土媒染劑pH值的不同對天然納米功能劑處理性能的影響，使用后媒法處理，用檸檬酸、磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)pH值，測試各處理織物的K/S值，結(jié)果如圖2：

圖2 pH值對稀土媒染劑的影響

從圖中可以看出，醋酸鈰呈現(xiàn)波浪型趨勢，在pH值為6的時候K/S值最大，后期稀土金屬均在此pH值條件下應用。

3.2.3 稀土媒染劑的時間影響

稀土媒染劑作用的時間不同，對天然納米功能劑的處理性能的影響也不同。使用后媒法處理，用檸檬酸、磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)pH值，改變金屬媒染劑對天然納米功能劑的時間，如圖3所示：

圖3 處理時間對稀土媒染劑的影響

由圖2可知：圖像呈現(xiàn)先上升后下降的曲線，在70min時上染效果最好，此時稀土媒染劑的K/S值最大。

3.2.4 稀土媒染劑的溫度影響

調(diào)整稀土金屬處理的溫度，用檸檬酸、磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)pH值，在一定的媒染時間下，測試結(jié)果如圖3所示：

圖4 溫度對稀土媒染劑的影響

從圖中可知：隨著溫度的增加，稀土媒染劑的K/S值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，醋酸鈰在80℃時K/S值最大。

3.2.5 稀土媒染劑的用量影響

稀土媒染劑的用量對天然納米功能劑也具有一定的影響，調(diào)整不同的用量，對其效果進行測試，其結(jié)果如圖4所示：

圖5 稀土媒染劑的用量影響

從圖中可知：隨著稀土媒染劑的用量的增加，K/S值呈現(xiàn)波折上升的趨勢，醋酸鈰的用量在5g/L時K/S值最大。

4 結(jié)論

4.1 天然納米功能劑用于絲綢織物的直接處理改性，最佳工藝為：天然納米功能劑用量為6.0%（o.w.f），浴比1∶50，用檸檬酸、磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)處理浴pH值為6，60℃時放入織物，升溫到90℃時恒溫處理，處理總時間為80min。處理后在60℃溫水中水洗4次并晾干。處理后的織物的UPF值均大于50。

4.2 天然納米功能劑稀土鹽 處理的最佳工藝為：將絲綢織物加入浴比為1∶50的處理浴中，用檸檬酸、磷酸二氫鈉調(diào)節(jié)處理浴pH值為6，當溫度上升到60℃時加入織物，以1℃/min的速度升溫至80℃，處理30min后，降溫至60℃，再將織物取出放入媒染浴中（醋酸鈰用量5g/L），以1℃/min的速度升溫至80℃，保溫70min后取出，60℃水洗，晾干織物。