具有抗菌功能的纺织品对于防止病菌对人体健康的侵害起着极其重要的作用,具有抗菌功能的纺织日用品已逐渐进入人们的生活并已为人们所重视。目前抗菌纺织品的生产一般采用两类方法:一是制备抗菌纤维然后织成织物,二是对本身不具备抗菌功能的织物进行抗菌后整理。制造抗菌纤维一般采用共混纺丝法,即是在纤维聚合阶段将抗菌有效成份添加到纺丝原液中进行共混纺丝。后整理加工法则是通过浸渍吸附、化学反应、树脂固着、涂层、微胶囊技术等方式将抗菌剂结合到织物或纤维上,从而赋予织物抗菌防臭的功能。两者各有优缺点:共混纺丝法获得的抗菌纤维抗菌持久,制成的织物手感好,无须后整理,但技术复杂,涉及工程领域广。为了不恶化抗菌纤维的理化性能和纺丝工艺,对抗菌剂的要求很高。抗菌后整理法虽然加工方便,但抗菌效果不理想,经数十次洗涤后,织物抗菌防臭效果下降,难以满足要求。两者相比,发展抗菌纤维是制备抗菌纺织品的方向。 由于壳聚糖资源丰富、无毒、无污染,并具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此有关它的研究和开发进展得很快。壳聚糖在抗菌纺织品上也得到了广泛地应用,目前有关它的研究可大致归为三种:一种方向是寻找能溶解壳聚糖的适当溶剂,将壳聚糖溶解在溶剂中制成纺丝液然后纺丝,可得到纯的壳聚糖纤维。目前已有纯壳聚糖纤维产品,但这种纤维存在强力不高、价格高昂的缺点。另一种方向是将壳聚糖制成纳米级粉粒分散到某种纺丝液之中混合纺丝,国内已有厂家成功开发出此类产品,但抗菌效果不是很理想,因为抗菌效果受有效成分在纤维中分布的影响。最后一种方向就是将壳聚糖做成抗菌整理剂,这种方法研究得较多,但缺点如上作述,抗菌持久性差。 本课题的研究方向是将壳聚糖衍生化,制成壳聚糖黄原酸酯然后和粘胶共混纺丝。由于壳聚糖分子结构式与纤维素相似,因此可以仿照纤维素黄化的原理来制备壳聚糖的衍生物一壳聚糖黄原酸.脂,它们的混合有着良好的基础且混合是在分子级水平上,因此抗菌有效成分可以均匀分布在纤维上;二是壳聚糖以百分之几的比例与粘胶混合,因此制成的产品价格没有纯壳聚糖纤维高且可以赋予粘胶纤维抗菌性,这种方法恰好可以克服以上方法的不足。 研究壳聚糖的衍生化反应,就是要制备出含杂少、过滤性能优良的壳聚糖黄原酸酷溶液来,因为这是与粘胶共混纺丝的必要前提。具体的研究内容包括以下三块: (1)对壳聚糖的原料指标如纯度、聚合度、脱乙酞度进行评价,确定具有良好黄化反应性能的原料应具备哪些优异的品质指标。(2)研究壳聚糖的黄化工艺,确定碱液浸渍浓度、聚合度、CSZ用量、反应温度和壳聚糖含量等因素对黄化反应性能的具体影响,从而确定最佳的工艺参数。 (3)对壳聚糖黄化后的产物进行结构表征,进一步确定黄原酸酷化反应的发生及其程度,研究黄原酸酷溶液的过滤性能和粘度,指出能与粘胶原液初步混合的壳聚糖黄原酸酷溶液应具备的性质。 课题中所有的工作是在高分子理论指导下结合试验进行的,经一段时间实验的摸索和理论上的分析,得出以下一些结论和发现。 (1)具有良好黄化反应性能的壳聚糖对原料的纯度、聚合度、脱乙酞度等指标是有一定要求的。一般工厂生产的原料含杂量都很高,这就必须对原料进行提纯处理,但到底将含杂量控制在多少为合理,考虑到与粘胶混纺这一条件,因此其值不得高于粘胶品种的要求值,最高不得高于0.15%。实验中采用的提纯工艺比较简单:可以先使壳聚糖溶解在稀乙酸溶液之中,然后用滤布多道过滤。又由于天然壳聚糖的分子量很高,一般都在几十万以上,致密的高分子结构和高分子量对黄化也是不利的,分子量必须降解到10万到15万才比较合适,有关壳聚糖降解的研究也很多,但不管采用何种降解方法及降解工艺,都必须考虑到降解后产物分子量的大小和分布的控制。课题实验中采用了戴化降解法并采用粘度法研究了降解的动力学规律,发现壳聚糖在.厂坛声尸