HSDA HTC整理棉织物的工艺探讨

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利用聚合季铵盐（hsda - htc）对棉织物进行抗菌整理，探讨了浸渍法和浸轧烘两种整理工艺的影响因素，并比较其整理效果。实验结果表明浸轧烘工艺优于浸渍法；较优的浸轧烘抗菌整理工艺为HSDA - HTC浓度 2 g/L，浸轧液温度 80 ℃，轧余率 100%，烘干温度 110 ℃，烘干时间 5 min；经该工艺整理得到的棉织物具有优异的抗菌性能。

A quaternary ammonium compound (HSDA HTC) was applied to cotton fabrics to enhance their antimicrobial property. Two kinds of finishing methods were discussed and compared, which were dipping method and dip-roll-dry method. The influence factors which affect the quantity of quaternary ammonium group and antimicrobial quality of fabrics were studied and discussed. The result of experiments showed that dip-roll-dry method is better than dipping method. The optimum finishing condition is to dip cotton fabric in 2 g/L HSDA HTC at the temperature of 80 ˚C, to roll it with pick-up at 100%, and to dry it at 110 ˚C for 5 minutes. The test of fabrics’ antimicrobial property indicated that the cotton fabric finished under the optimiun conditions showed highly antibacterial effect.

利用聚合季铵盐（HSDA HTC）整理棉织物，其抗菌性能与织物表面的聚合季铵盐含量有关。织物表面吸附的聚合季铵盐越多，其抗菌性能越强。聚合季铵盐（HSDA HTC）是一种准球形结构聚合物，表面具有丰富的季铵盐基团。表征织物上季铵盐基团的含量，可采用染料吸收化学当量法测试，即利用织物上酸性染料的吸附量来间接计算织物上季铵盐基团的含量。

本文采用聚合季铵盐（HSDA HTC）水溶液浸渍和浸轧烘处理棉织物两种方法，对两种整理工艺进行了探讨和比较。

1试验

1.1材料和仪器

织物：半漂纯棉布（120 g/m2），由沙州印染厂提供。

试剂：HSDA HTC（张家港耐尔纳米科技有限公司）、吡啶、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠，均为分析纯（AR级以上）；酸性玫瑰红B（C.I. Acid Red 52，C27H29O7N2S2Na， M ≈ 580，广州伟伯科技有限公司）、营养琼脂、营养肉汤，均为生化试剂（上海盛思生化科技有限公司）；大肠杆菌ATCC 8099、金黄色葡萄球菌ATCC 6538（苏州大学生命科学学院）。

仪器：722 N型可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、SPX 150B Z型生化培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）、THZ 92A台式恒温振荡器（江苏金坛宏凯仪器）、HHS 4S电子恒温不锈钢水浴锅（上海光地仪器设备有限公司）。

1.2实验方法

1.2.1HSDA HTC整理棉织物表面季铵盐基团含量测定

采用染料吸收化学当量法测试HSDA HTC整理棉织物表面季铵盐基团含量。由于酸性玫瑰红B的吸附量与整理棉织物上的HSDA HTC的量有关，由此推算HSDA HTC整理棉织物表面季铵盐基团含量。采用相同的方法，对未整理棉织物进行染色后，测试其表面酸性玫瑰红B的吸附量，并以此对HSDA HTC整理棉织物表面季铵盐基团含量进行校正（0.068 7 mmol/kg）。

1.2.2棉织物抗菌整理

浸渍法：将棉织物置于 0 ～ 8 g/L的HSDA HTC溶液中，浴比为 1∶50，20 ～ 80 ℃温度下浸渍 0 ～ 120 min，水洗后晾干。

浸轧烘：将棉织物置于 0 ～ 8 g/L的HSDA HTC溶液中，溶液温度 20 ～ 80 ℃，轧余率 100%，80 ～ 150 ℃烘干 5 min。

1.2.3抗菌棉织物抑菌率测试

按照FZ/T 73023 ― 2006中振荡法测试抗菌整理后的棉织物的抑菌率。

织物抑菌率的计算公式如下：

式中：Y为抑菌率（%）；Wb为空白样振荡接触 18 h后烧瓶中的活菌浓度（cfu/mL）；Wc为待测织物试样振荡接触 18 h后烧瓶内的活菌浓度（cfu/mL）。

2结果与讨论

2.1HSDA - HTC浸渍法整理棉织物

2.1.1HSDA HTC水溶液浓度的影响

将棉织物置于 0 ～ 8 g/L的HSDA HTC溶液中，常温下浸渍处理 30 min，然后经水洗后晾干，测试其表面季铵盐基团的含量，结果如图 1 中曲线A所示。由图 1 可以看出，随着聚合季铵盐浓度的提高，织物上的季铵盐含量逐渐增高。但是当聚合季铵盐浓度高于 2 g/L时，织物上季铵盐基团含量增加不大，因此选择浓度为 2 g/L，此时织物上的季铵盐基团含量为 0.187 mmol/kg。

2.1.2浸渍温度的影响

将棉织物置于 2 g/L的聚合季铵盐溶液中，分别在溶液温度为 20、40、60、80 ℃条件下浸渍 30 min，水洗后晾干，测试其表面季铵盐基团的含量，结果如图 2 中曲线A所示。由图 2 可以看出，升高温度有利于聚合季铵盐的吸附。这可能是由于温度升高，使得聚合季铵盐大分子的运动增强，更容易向棉织物内渗透，吸附于棉织物。因此选择 80 ℃作为浸渍温度。

2.1.3浸渍时间的影响

将棉织物置于 2 g/L的聚合季铵盐溶液中，常温浸渍 0 ～ 120 min，水洗后晾干，测试其表面的季铵盐基团的含量，结果如图 3 所示。由图 3 可以看出，在浸渍处理的初始阶段，随着浸渍时间的增加，织物表面上的季铵盐基团含量增加幅度较大，浸渍一定时间以后，织物表面上的季铵盐基团含量增幅放缓，并趋于稳定。考虑到实际生产效率，选择浸渍时间为 30 min较为适宜。

综上所述，浸渍法处理棉织物的较优工艺为：将织物置于 2 g/L的聚合季铵盐溶液中，80 ℃浸渍处理 30 min，水洗后晾干。此时，棉织物表面的季铵盐基团含量为 0.207 mmol/kg。

2.2HSDA - HTC浸轧烘整理棉织物

2.2.1HSDA HTC水溶液浓度的影响

将棉织物经过 0 ～ 8 g/L的HSDA HTC溶液浸轧，浸轧液温度 20 ℃，110 ℃烘干 5 min之后，测试其表面季铵盐基团的含量，结果如图 1 中曲线B所示。由图 1 可以看出，随着聚合季铵盐浓度的提高，织物上季铵盐基团含量的变化趋势与浸渍法处理棉织物得到的结果相似。即当聚合季铵盐浓度高于 2 g/L时，织物上季铵盐基团含量增加不大。因此选择HSDA HTC浓度为 2 g/L，此时织物上的季铵盐基团含量为 0.270 8 mmol/kg。并且相同HSDA HTC浓度处理条件下，浸轧烘工艺处理织物比浸渍法处理织物的季铵盐基团含量高。

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2.2.2浸轧液温度的影响

将棉织物经过 2 g/L的聚合季铵盐溶液浸轧，浸轧液温度分别为 20、40、60、80 ℃，110 ℃烘干 5 min之后，测试其表面季铵盐基团的含量，结果如图 2 中曲线B所示。由图 2 可以看出，升高温度有利于聚合季铵盐的吸附，其变化趋势与浸渍法处理棉织物得到的结果相似。因此，选择 80 ℃作为浸轧液温度。并且相同处理温度条件下，浸轧烘工艺比浸渍法处理织物的季铵盐基团含量高。

2.2.3烘干温度的影响

将棉织物经过 2 g/L的聚合季铵盐溶液浸轧，浸轧液温度为 20 ℃，烘干温度分别为 80、110、130、150 ℃，烘干 5 min之后，测试其表面季铵盐基团的含量，结果如图 4 所示。由图 4 可以看出，随着烘干温度的升高，织物表面的季铵盐基团含量变化不大。为了降低能耗，且减少高温烘干对纤维的损伤，因此选择 110 ℃作为烘干温度。

经上所述，浸轧烘工艺处理棉织物的较优工艺为：将棉织物经过 2 g/L的聚合季铵盐溶液浸轧，浸轧液温度 80 ℃，轧余率 100%，110 ℃烘干 5 min。此时，棉织物表面的季铵盐基团含量为 0.321 mmol/kg。

2.3浸渍法和浸轧烘工艺比较

由以上分析可以看出，相同整理液浓度和温度条件下，浸轧烘工艺比浸渍法整理得到的织物上的季铵盐基团含量高。同样经过较优工艺处理，浸轧烘工艺比浸渍法整理得到的织物上的季铵盐基团含量高出 30%，且前者的加工效率远高于后者。

因此，对于HSDA HTC抗菌整理棉织物，浸轧烘工艺优于浸渍法。可选择浸轧烘处理棉织物的较优工艺作为整理工艺，即HSDA HTC浓度 2 g/L，浸轧液温度 80 ℃，轧余率 100%，烘干温度 110 ℃，烘干时间 5 min。

2.4整理棉织物的抗菌性能

选用革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中最具有代表性的 2 个菌种 ―― 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌种，采用浸轧烘方法的较优工艺整理棉织物，并测试其抗菌性能，结果见表 1。

由表 1 可以看出，采用浸轧烘方法的较优工艺整理棉织物具有优良的抗菌性能。整理棉织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为 99.04% 和 98.87%。

3结论

（1）聚合季铵盐（HSDA HTC）抗菌整理棉织物，浸轧烘工艺优于浸渍法。

（2）聚合季铵盐（HSDA HTC）抗菌整理棉织物的较优工艺：HSDA HTC浓度 2 g/L，浸轧液温度 80 ℃，轧余率 100%，烘干温度 110 ℃，烘干时间 5 min。

（3）采用较优工艺整理的棉织物具有优良的抗菌性能，对大肠杆菌的抑菌率达 98.87%，对金黄色葡萄球菌的抑菌率达 99.04%。

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