氯化鈣/甲酸溶液整理柞蠶絲織物的研究

李佳琳，劉彭新月，張云川，石海霞，劉若華

（東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 200051）

柞蠶絲織物在我國絲綢產(chǎn)品中占有相當(dāng)重要的地位[1]，但與蠶絲相比，柞蠶絲存在缺乏懸垂飄逸、手感粗糙等缺點(diǎn)，使其在推廣和應(yīng)用方面受到一定限制[2-5]，因此探究通過對柞蠶絲改性來提高柞蠶絲織物的市場競爭力。

鈣離子對柞蠶絲的改性可使其結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)發(fā)生部分溶解，纖維產(chǎn)生一定程度的剝離和分纖，絲素蛋白纖維內(nèi)部產(chǎn)生微孔，從而使絲素蛋白纖維在微觀上表現(xiàn)出多層剝離和多孔特性，影響柞蠶絲的纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)、織物柔軟性能與強(qiáng)力等。

1 實驗

1.1 實驗材料與儀器

1.1.1 實驗材料

柞蠶純紡面料，平紋，經(jīng)密412 根/10cm，緯密328根/10cm，平方米克重為55.7g/m2。

1.1.2 實驗藥品

無水碳酸鈉（AR）、無水氯化鈣（AR），甲酸（濃度85%），乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）。

1.2 實驗內(nèi)容

將試樣置于甲酸濃度為2.5%、5.0%、10.0%、20.0%氯化鈣/甲酸溶液中，浴比1:100，分別研究不同溫度（30℃、50℃、70℃）、不同鈣離子濃度（1:24mol、1:12mol、1:8mol）、不同處理時間（15min、30min、45min）等條件下鈣離子對柞蠶絲性能的影響。

實驗步驟：氯化鈣甲酸溶液整理、5% EDTA 溶液脫鈣、去離子水洗滌、烘干、測試。

1.3 測試方法及表征

SEM 分析：TM 3000 型臺式電子掃描顯微鏡。

紅外光譜測試：Spectrum Two 型傅里葉變換紅外光譜儀。

失重率測試：電子分析天平（精度：0.01g）；分別稱取蠶絲面料在實驗前后的重量G1、G2，求失重率。失重率（%）=（G1-G2）/G1×100%。

抗彎剛度變化率測試（柔軟度）：LY-01 型織物電子硬挺度測試儀；按GB/T18318-2001 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，根據(jù)結(jié)果，計算抗彎剛度變化率（%）=（G1-G2）/G1×100%。

強(qiáng)力變化率測試：HD026N-300 型多功能織物強(qiáng)力機(jī)；參照GB/T3917.2.3 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，根據(jù)結(jié)果計算強(qiáng)力變化率。強(qiáng)力變化率（%）=（F1-F2）/F1×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 SEM 分析

處理前后柞蠶絲縱橫向形態(tài)SEM 如圖1 所示。

圖1 氯化鈣/甲酸溶液整理后柞蠶絲形態(tài)變化

由圖1 可見，經(jīng)過氯化鈣/甲酸溶液處理后，絲素微溶，纖維產(chǎn)生微孔，表面不再光滑，縱向產(chǎn)生微小溝槽；微孔的產(chǎn)生可增加纖維孔隙，改善織物柔軟度等性能。

2.2 物理性能分析

2.2.1 失重率變化分析

溫度、鈣離子濃度、時間與甲酸濃度對織物失重率的影響結(jié)果如圖2 所示。

圖2 失重率變化分析

由圖2 可知，在不同甲酸濃度下，溫度、鈣離子濃度與時間對織物失重率的影響有所不同。失重率隨著溫度的升高而升高；鈣離子濃度越高，織物失重率也越高；整理時間為30min 時織物失重率最高。隨著甲酸濃度增加，失重率也隨之增加，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，失重率達(dá)到100%，柞蠶絲全部溶解。

2.2.2 抗彎剛度變化率分析

溫度、鈣離子濃度、時間與甲酸濃度對柞蠶絲織物的抗彎剛度變化率影響結(jié)果如圖3 所示。

圖3 抗彎剛度變化率分析

由圖3 可知，在不同甲酸濃度下，溫度、鈣離子濃度與時間對抗彎剛度變化率的影響有所不同。隨著溫度的升高，抗彎剛度變化率先上升后下降，在50℃時，抗彎剛度最小，織物最柔軟；鈣離子濃度增加，抗彎剛度變化率也增加；隨著時間增加，織物柔軟度先上升后下降；甲酸濃度增加，織物抗彎剛度變化率均有所增加。

2.2.3 強(qiáng)力變化率分析

溫度、鈣離子濃度、時間與甲酸濃度對柞蠶絲織物的強(qiáng)力變化率影響結(jié)果如圖4 所示。

圖4 強(qiáng)力變化率分析

由圖4 可知，在不同甲酸濃度下，溫度、鈣離子濃度與時間對強(qiáng)力變化率的影響有所不同。處理時間30min 時，織物強(qiáng)力變化率最大，損失最高；強(qiáng)力變化率隨著溫度與鈣離子濃度的上升而上升。

綜上所述，隨著甲酸濃度增加，柞蠶絲織物重量、抗彎剛度與強(qiáng)力均有所下降。當(dāng)溫度30℃、氯化鈣的濃度摩爾比1∶24mol、甲酸濃度為2.5%、時間30min時，柞蠶絲織物效果較優(yōu)，但是當(dāng)反應(yīng)條件均處于較高水平時，織物全部溶解，因此在氯化鈣/甲酸溶液整理柞蠶絲實驗中，要合理控制反應(yīng)條件。

3 結(jié)語

鈣離子整理能使纖維溶脹及部分絲素溶解，可改善柞蠶絲織物的柔軟性能；柞蠶絲經(jīng)過氯化鈣柔軟處理，纖維產(chǎn)生微孔，纖維間空隙增加，有利于改善織物吸濕透氣性能和染色效果；加入一定濃度的甲酸有助于氯化鈣對絲素的溶解反應(yīng)，但需要合理控制反應(yīng)條件與甲酸濃度。