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γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种由微生物产生的天然生物高分子材料,交联后形成具有三维网络结构的凝胶。γ-PGA凝胶具有吸湿性、高吸水性、保水性、可再生性和生物可降解等性能,是一种对自然环境友好的吸水吸湿材料,也是化学合成高吸水凝胶的理想替代材料。利用其吸水吸湿性特性,将其整理到纺织品上可赋予织物特殊功能。
本课题采用低分子量γ-PGA(300000D)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,制备高吸水凝胶,研究γ-PGA浓度、交联剂用量、反应温度和时间等制备工艺条件对凝胶吸水倍率的影响。最优工艺条件下,γ-PGA凝胶最高吸水倍率为1300倍。还考察了凝胶的保水、耐盐和反复吸水等性能,结果表明:γ-PGA凝胶具有一定的反复吸水性和良好的保水性,但吸水倍率易受溶液pH和离子的影响。利用扫描电子显微镜观察,凝胶具有三维网络结构。为了提高凝胶对盐水的吸附性能,利用共混复合原理将γ-PGA与普鲁兰多糖(Pullulan)这两种天然生物高分子材料进行复合,制备出具有耐盐性且可生物降解性凝胶。结果显示:复合配比对凝胶性能有显著影响,普鲁兰多糖的加入显著提高了凝胶的耐盐性,Pullulan∶γ-PGA=2∶1时,凝胶在生理盐水中的吸收倍率由纯γ-PGA凝胶的31倍提高到53倍。
采用浸轧的方法将γ-PGA凝胶整理到涤纶织物上,利用凝胶的高吸水性,赋予织物高吸水性能。γ-PGA浓度、织物带液率和交联剂用量对织物吸水性能的影响显著,γ-PGA浓度为8%,交联剂用量为40%,带液率为110%时,经γ-PGA凝胶整理后1g织物可吸收约15.27g水。利用涤纶织物易干的特点,采用泡沫整理技术将γ-PGA凝胶整理到涤纶织物外表面,利用凝胶极强的亲水性和吸水性,及凝胶在织物内的分布梯度,赋予织物吸湿速干智能调湿性能,并阐述凝胶泡沫整理涤纶织物吸湿速干智能调湿机理。发泡剂选用十二烷基硫酸钠、稳定剂选用羧甲基纤维素钠,织物带液率为12%时,吸湿速干性能最优,并具有良好的调湿性能,水洗5次后织物仍保留良好的性能。