殼聚糖及其季銨鹽衍生物在皮革抗菌處理中的研究和應用.pdf

1、近年來，殼聚糖因其環(huán)保性能和抗菌性能而廣泛被應用，特別是在紡織行業(yè)中的應用更受關注。然而，隨著人們消費水平和生活質量的提高，抗菌皮革制品也成為人們逐漸關注的對象，因此抗菌皮革的開發(fā)勢在必行。我們知道構成皮革的蛋白質纖維是以多孔型編織狀存在的，同時蛋白質分子中含有多種活性基團，因此，很容易使抗菌材料滲透于其中并與之產(chǎn)生結合，從而獲得抗菌性能。皮革膠原纖維和紡織品化學纖維有近似的化學組成，因此可以借鑒紡織品行業(yè)上的經(jīng)驗以促進皮革抗菌整理工藝

2、的發(fā)展。 目前學術界對殼聚糖分子抗菌原理的解釋不盡相同，一般認為，是由于殼聚糖分子中質子化的氨基能有效吸附表面顯負電性的細菌分子，與細菌表面產(chǎn)生的酸性物質相互作用，在細菌表面形成復雜高分子物質，進而擾亂細菌微生物正常的生理活動，阻礙細菌DNA向RNA的轉錄，破壞了細菌的基本生理機能以及它的表面和內部組織結構，從而達到抗菌的效果。殼聚糖分子內存在游離的羥基和氨基,可以進一步化學改性，如將它羧甲基化、季銨鹽化、磺酸化后所得殼聚糖衍生

3、物不僅水溶性大大增加，而且具有更高的抗菌活性。 考慮到季銨鹽化的殼聚糖具有陽離子性，對皮革加脂劑和染料(一般為陰離子型)的結合與吸收有促進作用，本論文采用殼聚糖為原料，以水為介質，與縮水甘油三甲基氯化銨(GTMAC)作用，合成了殼聚糖羥丙基三甲基氯化銨(HTCC)，以用于制革加工中。在合成實驗中，在不同配比，不同反應時間和不同反應溫度下經(jīng)過單因素實驗考核之后復進行了正交實驗設計，并對各合成工藝所得產(chǎn)品的性質加以分析，從而系統(tǒng)的研

4、究了此合成產(chǎn)品的取代度、反應產(chǎn)率以及溶解性能。最終得出了最佳的殼聚糖季銨鹽合成條件：反應物摩爾比1∶6，反應溫度80℃，反應時間24h。 成功合成目標產(chǎn)品之后，我們把CTS和HTCC首次用于制革加工中。實驗方法是利用制革工藝中酸性環(huán)境的固油固色工序，將一定量的CTS和HTCC添加到酸性處理液中，使其分子上羥基或氨基與革纖維上大量的羥基產(chǎn)生氫鍵結合，進而考察了成革的抗菌性能、物理機械性能和染料在皮革纖維上的上染率。 在成革

5、抗菌性能測試實驗中，實驗方法采用振蕩燒瓶法，實驗菌種使用金黃色葡萄球菌。實驗發(fā)現(xiàn)，CTS用量為0.45％，抗菌處理時間為90min，處理液pH值3.0，溫度70℃時所得成革的抗菌性能最優(yōu)，抑菌率為80.3％；HTCC用量為0.4％，抗菌處理時間為60min，處理液pH值3.0，溫度70℃時所得成革的抗菌性能最優(yōu)，抑菌率為92.5％。 對成品革抗張強度、耐撕裂強度和柔軟度等某些重要的皮革物理機械性能的考察結果證明，經(jīng)抗菌處理的皮革

6、和未經(jīng)抗菌處理的皮革沒有明顯區(qū)別。 對皮革染料上染行為的考察結果說明，CTS的加入對染料分子與革纖維的結合有微弱的影響，平均上染率降低了0.9個百分點，究其原因，可能是由于CTS溶解性能差，少量未與革纖維結合的CTS分子的存在降低了染料分子與革纖維結合的幾率。HTCC的加入對染料與革纖維的結合有積極的促進作用，可使染料上染率提升達3個百分點，這可能是由于HTCC較CTS分子不僅水溶性有極大地增強，而且在低pH值處理液中顯示出更為