壳聚糖——绿茶提取液复合处理对棉织物抗紫外性能的影响*

胡 琴，张 伟

（盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224051）

紫外线的波长范围是100-400纳米。紫外线具有杀菌消毒、治疗皮肤病、软骨病等身体保健作用，可是任何东西都有双刃剑，紫外线也是这样。中长波紫外线过度的照射，会使皮肤出现红肿、水泡、皮肤老化、黑色素沉淀等问题，甚至能引起皮肤癌。当人们意识到紫外线对身体的危害，就开始提出应对紫外线的保护措施，各种抗紫外线产品由此产生。衣服作为生活必需品对身体起一定遮挡防护作用，因此有必要利用合适的纺织品来有效地遮挡对身体有害的中长波紫外线，降低紫外线对我们人体的伤害[1]。由于棉纤维本身并没有抗紫外线的性能，所以对棉进行抗紫外功能整理具有重要意义。棉是天然高分子材料，无法通过在纺丝原料中添加紫外线防护成分达成整理的目的[2]，因此，后整理是提高其紫外线防护能力的唯一途径。本文采用壳聚糖—绿茶提取液作为抗紫外整理剂，对棉织物进行整理，采用正交试验探索壳聚糖浓度、绿茶提取液浓度及处理温度等因素对织物抗紫外线性能的影响，并测试处理前后棉织物其它性能的变化，为功能纺织品的研发提供理论基础。

1 实验部分

1.1 实验材料

棉坯布（市售）；低分子量壳聚糖（分子量为5×104），绿茶提取液；柠檬酸，次亚磷酸钠，均为化学纯。

1.2 壳聚糖-绿茶处理液对棉织物的处理工艺

采用L9(34)正交表进行三因素三水平试验，探索棉织物抗紫外整理的较佳工艺，因素分别为壳聚糖溶液浓度、绿茶提取液浓度及处理温度，试验指标为织物紫外线防护系数UPF值。因素水平表见表1。

表1 因素水平表

将适量的壳聚糖固体溶解于8%的柠檬酸溶液中，再加入6g/L的次亚磷酸钠，配成不同浓度的壳聚糖溶液。将棉织物放入壳聚糖溶液中浸渍处理，80℃预烘5min，然后150℃烘焙3min，再经40℃温水充分水洗，接着冷却洗涤，烘干待用。再将经壳聚糖溶液处理后的织物置于不同浓度的绿茶提取液溶液中，浴比为1:50，PH值为6，在一定温度条件下浸渍1h，最后取出清洗，烘干待用。

1.3 织物性能测定

参照GB/T 18830- 2002《纺织品防紫外线性能的评定》，用紫外分光光度仪测试处理前后棉织物的紫外线透射率，以紫外线防护系数UPF值评价织物抗紫外线效果。UPF值越高, 织物的抗紫外线性能越好。

参照GB/T3932.1-1997《织物拉伸性能第1部分：断裂强力与断裂延伸率的测定条样法》，用HD026NS型电子织物强力机测定处理前后棉织物的断裂强力。

参照GB/T04019-1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》测定处理前后棉织物的折痕回复角。

参照ZBW 04019-1990《纺织品毛细效应试验方法》测定处理前后棉织物的毛细效应。

参照GB/3932.1-1997《纺织品织物弯曲长度的测定》测定处理前后棉织物的硬挺度。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖——绿茶处理液处理棉织物的工艺

采用L9(34)正交表分析了（A）壳聚糖浓度、（B）绿茶提取液浓度、（C）处理温度等因素对棉织物UPF值的影响。表2是壳聚糖—绿茶处理液处理棉织物正交试验的直观分析结果，图1为对应的直观分析图。

表2 试验方案及试验结果分析

图1 直观分析图

根据表2和图1可以得出，最优方案为B2C1A2，即当绿茶提取物浓度为6g/L，处理温度为50℃，壳聚糖溶液浓度为4g/L时，棉织物的抗紫外效果最优。

2.2 对比实验与讨论

根据上面得出的最优方案，再进行实验。并对整理后的棉织物的服用性能进行测试。未经处理的纯棉坯布的防护系数UPF为15.29。

表3 壳聚糖与绿茶提取物处理前后UPF值的变化

从表3中可以看出，与未经处理的原棉相比，只经过绿茶提取物整理的棉织物的紫外线防护系数明显提高，UPF值由15.34上升到41.48。由此可见，绿茶提取物具有显著的吸收紫外线的能力，主要由于茶多酚中的化合物黄烷醇对紫外光区有较多的吸收峰。经过壳聚糖、绿茶提取物处理的棉织物比未经壳聚糖处理的但经绿茶提取物改性的棉织物的抗紫外性能有显著提高。这是由于壳聚糖溶液可以促进绿茶提取物对棉织物表面活性基团的吸附，从而提高其抗紫外效果。

从表3还可看出，与未处理的原棉相比，只经过壳聚糖改性处理的棉织物的紫外线防护系数变化不大，UPF值仅从15.34上升为18.97。此时的织物的抗紫外效果较差。对比表2和表3，经过壳聚糖与绿茶提取物共同整理的织物，棉织物的抗紫外效果明显提高。当绿茶提取物浓度达到6g/L时，防紫外线效果最好。

2.3 复合整理前后棉织物的其他性能测试

将未处理的棉织物与经壳聚糖、绿茶提取物复合整理后的棉织物服用性能测试结果进行对比，内容如表4。

表4 复合整理前后棉织物性能测试结果

从表4中可以看出，棉织物经壳聚糖、绿茶提取物复合整理，抗皱性能显著提高，主要是由于柠檬酸的桥梁作用，使壳聚糖在棉织物表面交联成膜，形成网状三维结构，限制了大分子之间的滑移。此外，断裂强力有所降低，毛细效应和硬挺度变化不明显。

3 结论

棉织物抗紫外线实验的较佳工艺配方是壳聚糖溶液浓度为4g/L，绿茶提取物溶液浓度为6g/L，处理温度为50℃，此时棉织物的紫外线防护系数UPF值显著提高，抗紫外效果最好。经壳聚糖、绿茶提取物复合整理后的棉织物，抗皱性能显著提高，断裂强力有所降低，毛细效应和硬挺度变化不明显。