核心提示：采用4-氨基-十二烷基氯化吡啶(ALPC)、4-苯酰氨基-1-十二烷基溴化吡啶(BADPB)、4-(1-萘酰)氨基-十二烷基溴化吡啶(NADPB)3種季銨鹽,用于經過染色或未染色的棉織物抗菌整理,對染料和吡啶季銨鹽分子之間的作用力以及吡啶鹽在染色織物上吸附量的影響因素進行了討論.季銨鹽與染色棉纖維上的磺酸基可形成離子鍵,與未染色的棉織物相比,該離子鍵可提高季銨鹽在棉纖維上的吸附率與抗菌性.采用AATCC61—2005洗滌試驗法,測試整理后棉織物的抗菌洗滌耐久性.
棉纖維的功能化引起紡織科學家越來越多的重視.到目前為止,已有許多抗菌整理劑用于棉織物的抗菌整理,如季銨鹽、金屬離子、酚類以及氯胺等.最近幾年,采用N—halamine對棉織物進行抗菌整理,可獲得耐久性好且氯漂后可恢復抗菌性的抗菌棉織物,并已成功應用于醫用紡織品領域.然而,該整理方法對于某些耐氯漂牢度差的染料具有一定的局限性,如廣泛應用于棉織物染色的活性染料,部分耐氯漂牢度較差,限制了該整理技術的應用.季銨鹽可用于多種纖維的抗菌整理,但由于對纖維素纖維親和力較低,而使得纖維素纖維抗菌整理耐久性較差.然而,染料分子含有磺酸基、氨基和羥基等基團可與纖維產生一定的分子間作用力.例如酸性染料作為架橋劑已用于季銨鹽對尼龍66和尼龍6的耐久抗菌整理.活性染料和直接染料屬于陰離子染料,一般含有磺酸基,陰離子性的磺酸基可與陽離子表面活性劑結合,利用該原理,可將陽離子表面活性劑用于直接和活性染料的固色處理,以提高耐洗牢度;同樣地,也可以在棉纖維上通過離子鍵引入季銨鹽,進行抗菌整理,以提高棉織物的抗菌性及其耐久性.
筆者曾合成了3種吡啶季銨鹽并將之用于羊毛織物的抗菌整理.由于季銨鹽與羊毛纖維之間的離子鍵作用,使得整理后羊毛織物的抗菌性具有一定的耐久性.事實上,活性染料通過共價鍵與棉纖維結合,具有優異的染色濕牢度;直接染料通過氫鍵和范德華力等與棉纖維結合,也具有一定的染色濕牢度.染著在纖維上的這些染料可賦予纖維素纖維一定量的磺酸基團,這些磺酸基團可與陽離子季銨鹽形成離子鍵,從而提高季銨鹽對棉纖維的直接性和親和力,有利于進行棉織物的季銨鹽抗菌整理.本文研究了染料和吡啶季銨鹽之間的作用力以及二者的化學結構對季銨鹽在纖維上吸附性能的影響.同時,也對整理織物的抗菌性及其耐久性也進行了探討.
1實驗
1.1實驗材料
純棉半制品織物由TestFabricsInc.(WestPettsonPA,USA)提供,使用前采用AATCC標準洗滌劑WOB進行充分洗滌.C.I.直接紫51、C.I.直接藍71和C.I.活性橙16由Aldrich化學公司(Milwaukee,WI,USA)提供,C.I.活性紫16由Dystar染料公司提供.所有化學品未做進一步的提純,化學結構見圖1.實驗室合成的3種吡啶季銨鹽即4-氨基-十二烷基氯化吡啶(ALPC)、4-苯酰氨基-1-十二烷基溴化吡啶(BADPB)、4-(1-萘酰)氨基-十二烷基溴化吡啶(NADPB),其結構見圖1.
1.2染色方法
棉織物染色的染料質量分數分別為1%和3%,浴比為50∶1.直接染料染色條件:溫度為95℃,硫酸鈉質量濃度20g/L,染色時間為1h(1%)和2h(3%),染色后的織物用50℃熱水洗滌.活性染料染色條件:染色溫度為60℃,硫酸鈉質量濃度50g/L,時間為30min(1%)和60min(3%),固色溫度為70℃,固色時間1h,染畢采用AATCC標準洗滌劑進行皂洗.
1.3織物的抗菌整理
整理方法采用浸漬法,含有不同種類吡啶季銨鹽的整理液溫度從30~100℃,浴比50∶1,pH值為中性,整理過程中季銨鹽的濃度變化采用比色法測定,具體是在不同時間間隔吸取1mL整理液,用紫外分光光度計(U-2000,HitachiInstruments,Inc.Japan)在最大吸收波長(ALPC為270.5nm,BADPB為263.5nm,NADPB為264.5nm)下測定溶液的吸光度,通過計算吸光度的差值而獲得纖維上季銨鹽的吸附量.
1.4織物顏色參數的測定
整理和未整理的織物顏色參數CIEL*,a*,b*,C*和色相角h°以及CIELab標準色差采用ColorEye7000A(GretagMacbeth,USA)測定,測色條件D65光源和10°標準視場.
1.5整理織物的抗菌性能測定
棉織物的抗菌試驗采用AATCC100—1999試驗法,所用細菌為大腸桿菌Escherichiacoli(革蘭氏陰菌),將整理和未整理的1g圓形織物樣品與(1.0±0.1)mL細菌液接觸,細菌液是含有菌群形成單位為1.0×105~106CFU/mL的營養液.將接觸細菌的樣品放入250mL容器中,接觸12h,將100mL經過殺菌處理的蒸餾水加入到容器中,充分振蕩,然后溶液稀釋101,102,103和104倍.將100μL的各稀釋液分別滴入營養瓊脂平盤中,于37℃培養24h,而后計算瓊脂平盤中的細菌群個數,根據式(1)計算計算細菌減少百分率.
式中:R為細菌減少百分率;A為對照樣品上細菌群個數(未處理樣品);B為整理樣品上細菌群個數.整理樣品采用AATCC61—2005標準方法進行耐久性洗滌試驗,然后再進行抗菌性能測試.
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