-环糊精羊毛的多功能上染

-环糊精羊毛的多功能上染

7-环糊精通过7个葡萄糖单元1、4-c连接。这些单体通过环顾环境，形成一个外部亲水性表面，由一定大小的手性稀疏水空腔封闭结构组成，能吸收一定大小的功能物质分子，形成特殊的包结物。β-环糊精的分子空腔内径约70~80nm,大小适中,应用范围广,且生产成本低,是近年来备受关注的新型包合材料。本文对β-环糊精进行磺化改性,即在分子中引入磺酸基离子基团,使之在酸性浴中能与羊毛纤维以离子键结合而得以“上染”,从而避免使用黏着剂,保证织物服用性能。文中探讨了经磺化β-环糊精处理的羊毛织物对香精缓释性能的影响,并发现了改性后的β-环糊精还有作为羊毛染色增深剂的功能。1实验1.1化学试剂及试剂纯羊毛织物(22.8tex×2)(无锡协新毛纺集团),β-CD(国药集团化学试剂公司),薰衣草香精(上海AJ香料公司),酸性大红3R、酸性橙Ⅱ、酸性蓝黑(宝应恒宜染化公司),浓硫酸、乙醇、碳酸钙、元明粉、无水Na2CO3、中性皂片(均为市售)。1.2试验仪器和仪器Nicolet400D傅里叶变换红外分析仪(FT-IR)(德国Bruker公司),UV-3000紫外分光光度计(日本津岛),高速剪切乳化机(上海威宇机械电子有限公司),DZF-6020型真空干燥,RY-25012常温染样机,DataColor650电脑测色配色仪,721型分光光度计,AATCCCrockmeterTesterCM-5摩擦牢度仪,YG631型汗渍色牢度仪,RoachesWashwheel皂洗机。1.3实验方法1.3.1酸钙溶液的配制将适量的质量分数为90%的浓硫酸置于100mL圆底烧瓶中,在烧瓶中缓慢加入β-CD,并于0~5℃冰水浴中搅拌2h。将反应液倒入水中,加入一定量碳酸钙,滤出生成的硫酸钙沉淀,水洗,滤液合并。在滤液中加入一定量的95%乙醇,于0~5℃放置12h。除去沉淀,滤液用碳酸钠调节pH值至10.5,过滤,用醋酸调节滤液pH值至7.0。减压,真空,抽滤,浓缩,加入无水乙醇,产生大量白色沉淀,过滤,洗涤,真空干燥得白色粉末。1.3.2最大吸收波长的测定称取25mg薰衣草香精于250mL容量瓶中,加入无水乙醇定容,摇匀。移取25mL至另一50mL容量瓶中,加入无水乙醇定容,摇匀。再移取25mL至第3个50mL容量瓶中,用无水乙醇定容,摇匀。依次做7个试样。用紫外分光光度法,找出最大吸收波长。在此波长下测定以上配置的7个试样的吸光度,作薰衣草香精浓度对吸光度的线性回归方程。测得最大吸收波长为198.8nm,香精浓度与吸光度的关系见图1。1.3.3处理1.3.3.润湿整理工艺①预处理:工艺处方:磺化β-CDxg/L,硫酸钠5g/L,pH值3,浴比1∶30。工艺流程:配置整理液→水浴中升温至90℃,加入已润湿试样→恒温30min→取出→水洗→晾干。②芳香整理:称取一定量的薰衣草香精加入至10%无水乙醇中,用高速剪切乳化机以6000r/min分散5min,将①中处理的织物浸渍数小时,自然晾干。1.3.3.na2so-l-4-uf①预处理,方法同1.3.3.1。②增深处理:工艺处方为,酸性染料2%(owf),Na2SO45g/L,pH值3,浴比1∶30。将预处理的羊毛织物投入50℃染浴中,始染10min,以1℃/min的升温速率从50℃升温至100℃后,保温60min,染后水洗、晾干。1.4测试测试1.4.1红外光谱在Nicolet400D型傅里叶变换红外分析仪上测试β-CD及改性后产物的红外谱图,比较其不同以验证改性产物的生成。1.4.2过滤，洗涤剂将芳香整理的羊毛织物剪碎后精确称取1g左右,加入100mL无水乙醇,水浴加热振荡24h,过滤,洗涤。在紫外分光光度计下测量萃取液的吸光度,代入回归方程求出萃取液中香精的浓度,从而求出织物上香精的含量:织物上香精含量(mg/g)=CV1000W(mg/g)=CV1000W式中:C——由回归方程求得的浓度(mg/L);V——萃取液总体积(mL);W——试样质量(g)。1.4.3染色前后染液最大波长a0a0采用残液比色法测定上染百分率E。E(%)=A0−A1A0×100E(%)=A0-A1A0×100式中A0和A1分别为染色前后染液最大波长处的吸光度。1.4.4表中深度k.s值和色散度的测量在DataColor650电脑测色配色仪上测定,织物折叠4层,取4个不同的点测定后取平均值。1.4.5防水、防潮、汗量测定分别参照GB/T3921.1—1997,GB/T3920—1997,GB/T3922—1997进行测试。2结果与讨论2.1-cd-磺酸基化合物-cd的振动吸收峰图2是β-CD及其磺化改性后的红外光谱图,3700~3400cm-1是—OH的振动吸收峰,由于β-CD有大量的—OH,所以B中此处的波峰较宽。磺化改性后,由于部分—OH被磺酸基取代,A中此处的波峰变窄。另外,1156cm-1和1033cm-1处为磺酸基的特征吸收峰。此红外谱图验证了β-CD的磺化改性得以实现。2.2香美集2.2.1织物贮香量的测定羊毛织物经不同用量的磺化β-CD预处理后,采用1.3.3方法进行加香整理,对整理后的织物用1.4.2方法测定织物的贮香量,测试结果如图3所示。由图3可知,随着预处理时磺化β-CD用量的增大,织物的贮香量也随之增加,用量达到20g/L后,再增加其用量,织物的贮香量增加不明显,因此从经济效益上考虑,选择磺化β-CD用量为20g/L。2.2.2织物贮香量测定结果将经过20g/L磺化β-CD预处理的芳香织物和未经磺化β-CD预处理直接浸香的织物放置于大气中。一个星期后,直接浸香的织物已嗅不出香味,而经过预处理的织物,1个月后,仍散发出清幽的香味。测定织物上的贮香量与放置时间的关系,结果如图4所示。从图4可知,放置时间越长,织物上香精的含量越少。但经磺化β-CD预处理的织物比未经预处理的织物香精释放要慢得多。其原因是磺化β-CD可与香精形成包合物,延缓了香精的释放。经20g/L磺化β-CD预处理的芳香织物,在放置1个月后,测得织物上的香精含量仍保持在62%左右,3个月后则下降至14%。2.2.3水洗次数对织物上香精含量的影响将经过20g/L磺化β-CD预处理的芳香毛织物进行水洗,水洗次数对织物上香精含量的影响见图5。从图5可知,经磺化β-CD预处理的羊毛织物的芳香整理,其耐水洗牢度不理想,水洗10次后,织物上的香精含量只保持在28%左右。2.3深化和总结2.3.1磺化-cd对酸性染料上染率的影响选用3种酸性染料,按1.3.3预处理法处理,用721型分光光度计测定染色残液的吸光度,以计算染料的上染百分率,如图6所示。从图6中可以看出,3种酸性染料随磺化β-CD的加入,上染率均有不同程度的提高。上染率随磺化β-CD用量的增加而增加,当用量达到20g/L后,再增加用量,上染率变化不明显,这一结论与前面的芳香整理相一致,其原因可能是定位吸附已达饱和,再增加磺化β-CD的用量,也不能使之上染纤维。2.3.2染色织物s值与波长的关系图7为酸性大红3R的羊毛染色试样在不同可见光波长下的表观深度K/S值与波长的关系图。羊毛织物增深处理后,其K/S值比常规染色的K/S值大,说明织物的表观深度有所增强。另外图7中2条K/S值曲线形状基本相同,也证明了羊毛织物经增深处理后,其色光无变化。2.3.3染色性能指标羊毛织物在用磺化β-CD增深处理后,测其部分染色性能指标,如表1所示。从表1可以看到,与未增深处理的常规工艺相比,磺化β-CD对酸性染料上染羊毛有增深作用,对染色牢度影响不大。3磺化