染色法测定棉织物上壳聚糖的含量.pdf

第2 9 卷第3 期 2 0 0 8 年3 月 纺织学报 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9 M a r N O 3 2 0 0 8 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 11 2 0 0 8 ) 0 3 0 0 6 3 0 4 染色法测定棉织物上壳聚糖的含量 朱赛，陈维国，陈海相 ( 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江杭卅3 1 0 0 1 8 ) 摘 要利用毛用活性染料D o r a c t i v eW N 3 B R 与壳聚糖中氨基反应的特性，对经壳聚糖整理的棉织物进行染色，测 定其K S 值，发现K I S 值与整理刭棉织物上的壳聚糖含量在0 。1 5m g g ( 棉织物) 范围内呈现良好的线性关系( R = 0 9 9 73 ) 。通过氮元素含量测试。验证壳聚糖含量与经壳聚糖整理的棉织物染色后的K S 值之间的线性关系，绘 制标准工作曲线，从而建立一种通过测试K S 值来评估纯棉织物中壳聚糖含量的有效方法，该方法具有简便、快 速、偏差小的特点。 关键词壳聚糖；棉织物；染色；K S 值 中图分类号：T S1 9 3 1 1文献标识码：A D e t e r m i n a t i o no fc h i t o s a nc o n t e n tf i n i s h e do nc o t t o nf a b r i c sb yd y e i n gm e t h o d Z H US a i ，C H E NW e i g u o ，C H E NH a i x i a n g ( K e yL a b o r a t o r yo f A d v a n c e dT e x t i l eM a t e r i a l sa n dM a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g y ，M i n 厶t r yo fE d u c a t i o n ， Z h e j i a n g i T e c hU n i v e r s i t y ；H a n g z h o u ，Z h e j i a n g3 1 0 0 1 8 ，C h i n a ) A b s t r a c tT h er e a c t i v i t vo fr e a c t i v ed y eD o r a c t i v eW N 3 B R 埘t ht h ea m i d o g e no fc h i t o s a nw a su t i l i z e d f o r d e t e r m i n a t i o no fc h i t o s a nc o n t e n t0 nc o t t o nf a b r i c C h i t o s a nf i n i s h e dc o t t o nf a b r i cw a sd y e d ，i t sc o l o ry i e l d ( K Sv a l u e ) w a sm e a s u r e d ，a n dt h eK Sv a l u ew a sf o u n dt oh a v eag o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i p ( R = 0 9 9 73 ) w i t h t h ec o n t e n to fc h i t o s a nw h i c hh a sb e e nf i n i s h e do nt h ep u r ec o t t o nf a b r i ci nt h er a n g eo f0 1 5m g g ( c o t t o n f a b r i c ) T h r o u g hm e a s u r i n gt h ec o n t e n to fn i t r o g e n ，t h eg o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec h i t o s a nc o n t e n t a n dt h eK Sv a l u eo ft h ec o t t o nf a b r i cf i n i s h e d w i t hc h i t o s a nW a sp r o v e da n dt h es t a n d a r dw o r k i n gg r a p hW a s s e tu p O nt h i sb a s i s ，am e a s u r e m e n to fc o n t e n to fc h i t o s a nf i n i s h e do np u r ec o t t o nf a b r i cW a se s t a b l i s h e db y m e a s u r i n gt h ec o l o ry i e l do fd y e dc o t t o n 卟i sm e a s u r e m e n ti Ss i m p l e f a s ta n dl e s sd e f l e c t i v e K e yw o r d sc h i t o s a n ；c o t t o nf a b r i c ；d y e i n g ；K Sv a l n e 壳聚糖作为一种天然抗菌剂，经其整理后的织 物具有良好的抗菌性、生物相容性和吸附性。整理 到棉织物上的壳聚糖的含量直接影响到整理后棉织 物的抗菌及服用性能。 壳聚糖的含量测定通常有凯氏定氮法、纳氏试 剂比色法、分光光度法、红外光谱法和色谱法乜一1 等，而对纤维或织物中壳聚糖含量测定的研究报道 较少。文献 2 用分光光度法测试抗菌导湿腈纶壳 聚糖的含量；文献 3 采用酸性染料染色吸附法测定 棉织物中壳聚糖的含量。本文利用毛用活性染料 D o r a c t i v eW N 3 B R 与壳聚糖反应而不与棉织物结合 的特性，建立了一种简便快速地利用K S 值的染色 法测定纯棉织物中壳聚糖含量的方法。 1原理 壳聚糖中的氨基与D o r a c t i v eW N 3 B R 毛用活性 染料反应，使壳聚糖整理纯棉织物着色，然后采用测 色光谱仪间接测定纯棉织物中的壳聚糖含量。反应 机制如下4 ： O l咿N H 2 D 。N H - c c 篇5 C H 2 · B r O 0 D N H c - C C H 2N 卜一C 偈 B r 收稿日期：2 0 0 6 0 8 1 7修回日期：2 0 0 6 1 l 0 3 作者简介：朱赛( 1 9 8 3 一) ，女，硕士生。主要研究方向为棉织物新型整理技术。陈维国，通讯作者，E - m a i l ：w g c h e n 1 2 6 t o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark ·6 4 · 纺织学报第2 9 卷 2实验部分 2 1 仪器与试剂 仪器：D a t a c o l o rS F 6 0 0 X 测色光谱仪( 美国 D a t a c o l o r 公司) ；氮元素分析仪F l a s hE A1 1 1 2 ( T h e r m o F i n n i g a n 公司) 。 试剂：硫酸铵( 分析纯) ，醋酸( 分析纯) ，尿素( 分 析纯) ，平平加O ( 工业级) ，D o r a c t i v eW N 3 B R 染料 ( 工业级，D o m e n 公司) ，壳聚糖( 脱乙酰度8 5 、 9 0 、9 5 ，工业级，济南海得贝生物有限公司) 。 2 2 材料 纯棉针织物，1 8 0g m 2 。 2 3 样品制备 用1 的醋酸溶解壳聚糖，加入一定量的交联 剂，二浸二轧纯棉针织物( 轧液率1 0 0 ) ，室内自然 晾干，然后在1 5 0 下焙烘3m i n ，待用。 2 4 测试方法 2 4 1 染色方法 采用毛用活性染料染色的方法。染色配方： D o r a c t i v eW N 3 B R 为2 ；硫酸铵为2 ；平平加O 为 0 5g ，L 。工艺：8 5o C ，浴比1 ：5 0 。 为了去除棉织物上未反应的吸附染料，染色纯 棉针织物用2s L 平平加O 和5 0 0s L 尿素的水溶液 在7 5 下以1 ：5 0 浴比漂洗3 0m i n ，自然晾干。 2 4 2 标准曲线 配制0 、0 3 、0 6 、1 0m g L 的一系列不同壳聚糖 质量浓度标液，按2 3 方法制备棉织物标样，按 2 4 1 方法染色后用测色光谱仪在6 3 0n m 处测定其 K s 值，每个测定4 次，以K S 值的平均值与壳聚糖 的含量绘制标准工作曲线。 2 4 3 壳聚糖含量测定 用氮元素分析仪，由氮元素含量计算壳聚糖含 量。计算公式为 壳聚糖含量= 塑盟笔麓黼斋警雌×·0 0 纯壳聚糖的含氮量 6 1 2 4 4 样品测定 含有壳聚糖棉织物按照2 4 1 方法染色后用测 色光谱仪在6 3 0n m 处测定K I S 值，每个测定4 次， 取其平均值，从标准工作曲线中查得棉织物中壳聚 糖的含量。 3 结果与讨论 3 1 染色织物得色深度检测的波长选择 用D a t a c o l o rS F 6 0 0 X 测色光谱仪以等间隔1 0B i l l 选择波长，对染色棉织物进行K S 值的测定，然后 以波长为横坐标，K s 值为纵坐标作图( 见图1 ) 。 可见，D o r a c t i v eW N 3 B R 活性染料染色纯棉针织物在 波长6 3 0n m 附近有最高色深值，因此本文选择波长 6 3 0n m 来测定染色织物的K S 值。 图1 染色纯棉针织物的光谱吸收曲线 F i g 1S p e c t r u ma b s o r b i n gc u r v eo nd y e d k n i t t i n gp u r ec o t t o nf a b r i c 3 2 活性染料与壳聚糖反应时间的选择 按照2 4 1 方法对壳聚糖整理纯棉针织物进行 染色，即采用D o r a c t i v eW N 3 B R 染料为2 ，硫酸铵为 2 ，平平加O 为0 5g e L 的染液配方，以1 ：5 0 浴比和 8 5 温度下分别反应2 0 、4 0 、6 0 、8 0m i n 后测定K S 值。K S 值与染色时间的关系见图2 。结果表明， 6 0m i n 后K S 值基本达到稳定的最大值。本文选用 反应时间为7 5m i n 。_ 3 3 染色法测定壳聚糖含量的标准工作曲线 按2 4 2 方法绘制标准工作曲线，见图3 。在本 文实验的测定范围内，K S 值与棉织物中壳聚糖含 量( 见表1 ) 呈良好的线性关系，回归方程为K I S = 0 6 8 74 C + 0 1 9 46 ( C 为棉织物中壳聚糖含量，) ， 线性相关系数R = 0 9 9 28 。当壳聚糖含量为1 0 时，重复测定4 次的相对标准偏差为0 3 7 29 。 测得纯壳聚糖的氮元素含量为7 3 3 95 。纯棉 织物上由于一些蜡质、木质素的存在，所以也有一部 分的氮元素存在。毛用活性染料不会上染无壳聚糖 的纯棉织物，含少量沾色染料的织物经剥色恢复成 H 一z _ 叫 o o 卜 一 HN旷 一 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 第3 期 朱赛等：染色法测定棉织物上壳聚糖的含量 ·6 5 · 图2K I S 值与染色反应时间的关系 F i g 2R e l a t i o n s h i pb e t w e e nK sv a l u ea n dd y e i n gt i m e 图3 标准工作曲线 F i g 3 S t a n d a r dw o r k i n gg r a p h 原色，其K S 值为0 2 3 57 。 表1 氮元素含量测试及计算 T a b 1 T e s t i n ga n dc a l c u l a t i n go fn i t r o g e nc o n t e n t 注：样品1 、2 、3 、4 分别代表纯棉织物、经壳聚糖浴缓用量0 3 、 0 6 、I O 处理的棉织物。 3 4 影响染色法测试结果的因素分析 3 4 1 壳聚糖脱乙酰度 脱乙酰度提高，壳聚糖含有的氨基增多，可以结 合的D o r a c t i v eW N 3 B R 活性染料量增加，染色织物的 颜色增深，K S 值增大。图4 示出由3 种不同脱乙 酰度的壳聚糖整理的棉织物再经D o r a c t i v eW N 3 B R 染料着色后测得的K S 值。可以看出，染色棉织物 的K S 值随着壳聚糖脱乙酰度的提高而增大，而且 在一定范围内二者呈现较好的线性关系。 图4 脱乙酰度与K I S 值关系 F i g 4R e l a t i o n s h i pb e t w e e nd e g r e eo f d e a c e t y l a t i o na n dK Sv a l u e 3 4 2 棉织物品种 对经过一般条件前处理的棉织物来说，织物本 身所残留的蜡脂等杂质及前处理所添加的助剂等有 差异，但都不会与毛用活性染料反应，不影响染色后 K S 值的测定。 不同结构的棉织物经壳聚糖整理后再经 D o r a c t i v eW N 3 B R 染色测得的K I S 值也会不同。将 图3 中横坐标用整理液中壳聚糖用量替代，对2 种 棉织物经壳聚糖整理后用D o r a c t i v eW N 3 B R 染色测 得的K S 值作图，得到图5 ，同样呈现良好的线性关 系，但回归线有明显改变。说明由于织物结构不同， 吸收相同染料量所反映出的K S 值也不同。证明 棉织物的结构对K S 值有影响。 趔 是 图52 种不同棉织物的标准曲线 F i g 5 S t a n d a r dw o r k i n gg r a p ho ft w od i f f e r e n tc o t t o nf a b r i c s 3 5 染色法测定织物中壳聚糖含量的验证 为了考察本文方法的可靠性，制备了一定浓度 的壳聚糖浸轧液整理纯棉针织物样品，经染色并测 定K S 值，从标准曲线图3 求得壳聚糖的含量( 见 ( 下转第7 1 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 第3 期王宗乾等：双氧水，硫脲氧化还原体系下羊毛低温染色机制 。7 l · 3 4 5 6 【7 【8 李兴田，赵思远二氧化硫脲合成工艺的优化 J 化 学工业与工程技术，2 0 0 4 ( 2 ) ：2 8 2 9 寿文毓二氧化硫脲的制备 J 化工生产与技术， 2 0 0 0 ( 1 ) ：3 0 3 2 王宗乾，汪澜，陈维国羊毛织物氧化还原体系低温 染色技术研究 J 浙江理工大学学报，2 0 0 7 ( 1 ) ：1 9 2 3 M a k a r o vS e r g e iV ，M a k a r o v ，C l a u d i u sM u n d o m a e ta 1 N e wa n ds u r p r i s i n ge x p e r i m e n t a lr e s u l t sf r o mt h eo x i d a t i o no f s u l t l n i ca n ds u l f o n i ca c i d s J JP h y sC h e m 。1 9 9 8 ( 1 0 2 ) ： 6 7 8 6 6 7 9 2 M a k a r o vS e r g e iV ，C l a u d i u sM u n d o m a ，P e n nJ o h nH ，e la 1 S t r u c t u r ea n d s t a b i l i t y o fa m i n o i m i n o m e t h a n e s u l f o n i c a c i d J 1 n o r g a n i c aC h i m i c aA c t a ，1 9 9 9 ( 2 8 6 ) ：1 4 9 1 5 4 。 姚穆纺织材料学 M 2 版北京：中国纺织出版社， 1 9 9 7 ：1 1 1 1 4 2 9 】 1 0 1 2 1 3 1 4 魏彦虎，陈景荣。张宝文，等利用E S R 技术研究m 蒎 烯，p 蒎烯光敏氧化反应机理 J 感光科学与光化 学，1 9 9 9 ( 2 ) ：1 1 1 1 2 0 尹静梅，高大彬，周广运，等光促进温和条件非贵金 属催化下卤代烃与二氧化碳的羰基化反应及E S R 谱 研究 J 波谱学杂志，2 0 0 3 ( 3 ) ：2 7 7 2 8 1 严敏，李崎，顾国贤啤酒中自由基的E S R 研究 J 中 国酿造，2 0 0 6 ( 2 ) ：2 4 2 6 张友九，宁萍，强亦忠，等水溶性抗氧化剂清除羟自 由基能力的E S R 评价方法 J 苏州医学院学报，2 0 0 1 ( 1 ) ：3 2 3 4 康德拉季耶夫BH 自由基：物质的活性形式 M 叶 学融，译北京：科学出版社，1 9 6 4 ：2 3 3 9 潘志信三氧化硫脲的合成 J 应用化学，2 0 0 1 ( 1 ) ： 6 2 6 3 - ¨_ - H ··一 - _ ·- - 一4 - “Ip 4 t _ b - - m ·_ - - q _ ·¨m ·- H 十¨一- - m _ 一I H m _ - “ - - “¨一_ 。p 一- _ 一m ¨一l ¨l r I ”_ - ”h P ( 上接第6 5 页) 。 表2 ) ，9 次测定的平均偏差为3 2 4 。结果表明，采 用本文的方法检测准确可靠，能满足工厂正常生产4结论 的质量控制。 表2K S 值的测定及偏差计算 T a b 2M c a s u r e m e n to fK Sv a l u ea n d t h ec a l c u l a t i n go fd e f l e c t i o n 经氮元素分析，该样品上壳聚糖的含量为 1 3 0 10 。 1 ) 对于一定脱乙酰度的壳聚糖，含量在0 1 5m g g ( 棉织物) ，整理到一定的棉织物上，就可通 过标准曲线来推算壳聚糖整理到棉织物上的含量。 2 ) 采用染色法测定壳聚糖整理后棉织物上的壳 聚糖含量，具有简便，快速，偏差小等特点。 3 ) 不同棉织物的结构对K s 值有影响。 参考文献： 2 3 】 蒋挺大甲壳素 M 北京：化学工业出版社，2 0 0 3 ： 1 1 6 王永梅。姚文抗菌导湿腈纶壳聚糖含量测试 J 金 山石油化纤，2 0 0 4 ，2 3 ( 2 ) ：3 3 3 6 L i mS a n g H o o n A p p l i c a t i o no faf i b e r - r e a c t i v ec h i t o s a n d e r i v a t i v et oc o t t o nf a b r i ca sa na n t i m i c r o b i a lt e x t i l e f i n i s h J C a r b o h y d r a t eP o l y m e r s ，2 0 0 4 ( 5 6 ) ：2 2 7 2 3 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark