3.1 紡織漿料
甲殼素用作紡織漿料,具有良好的成膜耐磨性、生物降解性、抗菌抑菌性,用于上漿的甲殼素漿料多為殼聚糖類。研究表明[21]甲殼素的水溶性與其脫乙酰度密切相關,脫乙酰度在50%左右時水溶性最好,超過60%或低于40%時都會致使其水溶性降低。陳秀苗等[22]利用堿法制備水溶性殼聚糖并調成漿料,與PVA、淀粉漿料性能做了比較,結果表明其對純棉紗、滌棉紗的粘附率都高于淀粉和PVA,甲殼素上漿滌棉紗后的強力不均勻率、斷裂伸長不均勻率低于淀粉和PVA,但甲殼素上漿純棉紗后斷裂不均勻率略微偏高。
殼聚糖脫乙酰度的控制由于條件限制不易達到,但可通過引入親水基團、酶降解降低分子量等方法增大殼聚糖水溶性,調節粘度以提高其上漿性能。將甲殼素或殼聚糖季銨堿化,使聚合物骨架帶有正電性,可使其在較寬的pH范圍內都溶于水;在氮原子上連接含有N的芳香性基團,如吡啶,使高聚物兼具親水性、疏水性、親核性,拓寬其應用范圍,近年來引起了較多研究者的興趣[23]。
3.2 印染助劑
傳統活性染料上染工藝需加入大量的鹽作為促染劑,對廢水處理造成負擔。王靖等[24]在殼聚糖羥基和氨基上分別引入羥甲基丙烯酰胺(NMA)和2,3-環氧丙基三甲基氯化銨(HTCC),用該改性殼聚糖處理棉布,降低了纖維與染料之間的斥力,可實現無鹽染色,上染率、固色率、K/S值及色牢度均較無鹽未處理的染色效果有所提高,但與加鹽染色的促染及固色效果相比仍有差距,需進一步探索。
殼聚糖因其較好的粘著力,能較好將涂料與織物粘著在一起,且可使織物獲得較好的搓洗牢度和柔軟手感。以殼聚糖為主要成分的650粘合劑FD在印染工業中已得到較為廣泛的應用;采用殼聚糖代替阿拉克明作粘合劑,無論國內國外均已實現工業化生產。
3.3 織物整理劑
張輝等[25]研究發現使用低分子量的殼聚糖和混合多元酸整理棉織物,可提高織物的抗皺性和透濕性,獲得更好的抗褶皺回復性,這種回復性隨殼聚糖濃度的增加先增加后減小。肖高等[26]研究發現用殼聚糖整理液處理織物后,再用氧氣等離子體處理,可明顯改善其耐洗性、吸濕性,提高拉伸斷裂強度,降低抗彎剛度。Sang-Hoon Lim等[27]研究了一種殼聚糖衍生物NMA-HTCC的合成及其對棉織物整理后的抗菌效果,采用堿催化的冷浸軋方法對織物進行整理,僅使用織物重1%的整理劑即可消滅100%的金黃色葡萄球菌,且經過50次連續洗滌之后,抗菌效果仍達99%。此外殼聚糖衍生物還可用于織物的抗靜電整理、防霉整理、真絲抗泛黃性整理等。
3.4 生物纖維
甲殼質纖維或殼聚糖纖維與其他纖維進行混紡以提高其成紗強度,甲殼質、殼聚糖賦予織物抗菌抑菌性,且對人體無刺激,且由于其具有生物相容、生物降解、抑菌等性能被廣泛用于醫用紡織品[28]。
4 茶皂素
茶皂素主要從山茶科植物種籽或葉子中提取得到,屬五環三萜皂苷類物質,具有良好的乳化性、分散性、發泡性、滲透性,是一類性能優良的非離子表面活性劑[29]。我國作為產茶大國,從廢棄的茶籽餅中提取茶皂素,變廢為寶,獲得經濟與環境雙重效益。
4.1 織物前處理劑
劉昭雪等[30]對棉織物茶皂素前處理工藝進行了優化研究,并對茶皂素工藝、燒堿煮漂工藝、酶氧工藝的成本及效果進行了比較,結果表明經茶皂素工藝處理棉織物的白度、毛效和強力等指標均達半成品要求,但亞麻織物的白度不夠理想,需進一步改善,茶皂素工藝簡單、操作簡便、蒸汽時間短且生態環保。采用高剪切分散均質法對天然茶皂素進行改性,并添加過氧化物漂白組分可制得卜公茶皂素。蔡蘇英等探索了卜公茶皂素的前處理優化工藝,結果表明在條件溫和的卜公茶皂素處理過程中,無需添加其他助劑即可達到良好前處理效果。
4.2 配制洗滌劑
茶皂素具有擴散快、易清洗等優點,用其配制的洗滌劑可達到優良的去污、起泡、穩泡效果,且剝色力小,不破壞織物原有鮮艷顏色,洗滌后的毛織物柔軟、光澤好、白度高、膨松、無氈餅現象,殘脂率和殘堿率合格,各項綜合性能均能達到冼凈毛的標準[31]。
5 脂肽類物質
脂類生物表面活性劑由于具有安全、無污染、環境友好等優點得到人們的普遍關注,脂肽類生物表面活性劑是指經微生物發酵產生的一類兩親性化合物。李名健等[32]從菌種中提取脂肽類物質,替代皂片作為皂洗劑,對活性染料染色織物進行皂洗,探索其最佳皂洗工藝并與傳統皂洗的效果進行比較,結果表明脂肽類生物表面活性劑用量小,可獲得良好的去浮色效果,較傳統皂洗有更好的濕摩擦色牢度。
6 其他生物物質材料在紡織方面的應用Meyer等[33]將鋸末、木炭、玉米棒、稻殼等用于印染廢水脫色,發現具有良好的脫色能力,其中木炭和稻殼脫色性能最佳。鐘倩倩[34]等就改性麥草秸稈對酸性艷紅的吸附進行了研究,結果表明改性麥草秸稈對活性艷紅有良好的物理吸附能力。
7 結語
(1)生物質及其衍生物材料在紡織方面的開發利用具有廣闊的前景,充分利用了大自然給予人類的豐富可再生資源,節省了石油等不可再生資源的使用,產品生物相容性好,便于生物降解,減輕了環境負擔,可為功能化綠色紡織品開辟新途徑。
(2)生物質材料具有來源多樣性、結構復雜性,在一定程度上阻礙了生物質材料的開發利用,因此生物質材料開發利用的關鍵在于如何利用環保方法進行高效提純,如何通過化學或物理改性使其更符合人們的需求,如何開發其在紡織方面更廣泛的用途,相信通過研究人員的不懈努力,在不久的將來,紡織行業將進入一個生物質材料得到充分有效利用的綠色環保時代。
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