-環(huán)糊精羊毛的多功能上染

-環(huán)糊精羊毛的多功能上染

7-環(huán)糊精通過7個葡萄糖單元1、4-c連接。這些單體通過環(huán)顧環(huán)境，形成一個外部親水性表面，由一定大小的手性稀疏水空腔封閉結(jié)構(gòu)組成，能吸收一定大小的功能物質(zhì)分子，形成特殊的包結(jié)物。β-環(huán)糊精的分子空腔內(nèi)徑約70~80nm,大小適中,應(yīng)用范圍廣,且生產(chǎn)成本低,是近年來備受關(guān)注的新型包合材料。本文對β-環(huán)糊精進行磺化改性,即在分子中引入磺酸基離子基團,使之在酸性浴中能與羊毛纖維以離子鍵結(jié)合而得以“上染”,從而避免使用黏著劑,保證織物服用性能。文中探討了經(jīng)磺化β-環(huán)糊精處理的羊毛織物對香精緩釋性能的影響,并發(fā)現(xiàn)了改性后的β-環(huán)糊精還有作為羊毛染色增深劑的功能。1實驗1.1化學(xué)試劑及試劑純羊毛織物(22.8tex×2)(無錫協(xié)新毛紡集團),β-CD(國藥集團化學(xué)試劑公司),薰衣草香精(上海AJ香料公司),酸性大紅3R、酸性橙Ⅱ、酸性藍黑(寶應(yīng)恒宜染化公司),濃硫酸、乙醇、碳酸鈣、元明粉、無水Na2CO3、中性皂片(均為市售)。1.2試驗儀器和儀器Nicolet400D傅里葉變換紅外分析儀(FT-IR)(德國Bruker公司),UV-3000紫外分光光度計(日本津島),高速剪切乳化機(上海威宇機械電子有限公司),DZF-6020型真空干燥,RY-25012常溫染樣機,DataColor650電腦測色配色儀,721型分光光度計,AATCCCrockmeterTesterCM-5摩擦牢度儀,YG631型汗?jié)n色牢度儀,RoachesWashwheel皂洗機。1.3實驗方法1.3.1酸鈣溶液的配制將適量的質(zhì)量分數(shù)為90%的濃硫酸置于100mL圓底燒瓶中,在燒瓶中緩慢加入β-CD,并于0~5℃冰水浴中攪拌2h。將反應(yīng)液倒入水中,加入一定量碳酸鈣,濾出生成的硫酸鈣沉淀,水洗,濾液合并。在濾液中加入一定量的95%乙醇,于0~5℃放置12h。除去沉淀,濾液用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值至10.5,過濾,用醋酸調(diào)節(jié)濾液pH值至7.0。減壓,真空,抽濾,濃縮,加入無水乙醇,產(chǎn)生大量白色沉淀,過濾,洗滌,真空干燥得白色粉末。1.3.2最大吸收波長的測定稱取25mg薰衣草香精于250mL容量瓶中,加入無水乙醇定容,搖勻。移取25mL至另一50mL容量瓶中,加入無水乙醇定容,搖勻。再移取25mL至第3個50mL容量瓶中,用無水乙醇定容,搖勻。依次做7個試樣。用紫外分光光度法,找出最大吸收波長。在此波長下測定以上配置的7個試樣的吸光度,作薰衣草香精濃度對吸光度的線性回歸方程。測得最大吸收波長為198.8nm,香精濃度與吸光度的關(guān)系見圖1。1.3.3處理1.3.3.潤濕整理工藝①預(yù)處理:工藝處方:磺化β-CDxg/L,硫酸鈉5g/L,pH值3,浴比1∶30。工藝流程:配置整理液→水浴中升溫至90℃,加入已潤濕試樣→恒溫30min→取出→水洗→晾干。②芳香整理:稱取一定量的薰衣草香精加入至10%無水乙醇中,用高速剪切乳化機以6000r/min分散5min,將①中處理的織物浸漬數(shù)小時,自然晾干。1.3.3.na2so-l-4-uf①預(yù)處理,方法同1.3.3.1。②增深處理:工藝處方為,酸性染料2%(owf),Na2SO45g/L,pH值3,浴比1∶30。將預(yù)處理的羊毛織物投入50℃染浴中,始染10min,以1℃/min的升溫速率從50℃升溫至100℃后,保溫60min,染后水洗、晾干。1.4測試測試1.4.1紅外光譜在Nicolet400D型傅里葉變換紅外分析儀上測試β-CD及改性后產(chǎn)物的紅外譜圖,比較其不同以驗證改性產(chǎn)物的生成。1.4.2過濾，洗滌劑將芳香整理的羊毛織物剪碎后精確稱取1g左右,加入100mL無水乙醇,水浴加熱振蕩24h,過濾,洗滌。在紫外分光光度計下測量萃取液的吸光度,代入回歸方程求出萃取液中香精的濃度,從而求出織物上香精的含量:織物上香精含量(mg/g)=CV1000W(mg/g)=CV1000W式中:C——由回歸方程求得的濃度(mg/L);V——萃取液總體積(mL);W——試樣質(zhì)量(g)。1.4.3染色前后染液最大波長a0a0采用殘液比色法測定上染百分率E。E(%)=A0?A1A0×100E(%)=A0-A1A0×100式中A0和A1分別為染色前后染液最大波長處的吸光度。1.4.4表中深度k.s值和色散度的測量在DataColor650電腦測色配色儀上測定,織物折疊4層,取4個不同的點測定后取平均值。1.4.5防水、防潮、汗量測定分別參照GB/T3921.1—1997,GB/T3920—1997,GB/T3922—1997進行測試。2結(jié)果與討論2.1-cd-磺酸基化合物-cd的振動吸收峰圖2是β-CD及其磺化改性后的紅外光譜圖,3700~3400cm-1是—OH的振動吸收峰,由于β-CD有大量的—OH,所以B中此處的波峰較寬?；腔男院?由于部分—OH被磺酸基取代,A中此處的波峰變窄。另外,1156cm-1和1033cm-1處為磺酸基的特征吸收峰。此紅外譜圖驗證了β-CD的磺化改性得以實現(xiàn)。2.2香美集2.2.1織物貯香量的測定羊毛織物經(jīng)不同用量的磺化β-CD預(yù)處理后,采用1.3.3方法進行加香整理,對整理后的織物用1.4.2方法測定織物的貯香量,測試結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,隨著預(yù)處理時磺化β-CD用量的增大,織物的貯香量也隨之增加,用量達到20g/L后,再增加其用量,織物的貯香量增加不明顯,因此從經(jīng)濟效益上考慮,選擇磺化β-CD用量為20g/L。2.2.2織物貯香量測定結(jié)果將經(jīng)過20g/L磺化β-CD預(yù)處理的芳香織物和未經(jīng)磺化β-CD預(yù)處理直接浸香的織物放置于大氣中。一個星期后,直接浸香的織物已嗅不出香味,而經(jīng)過預(yù)處理的織物,1個月后,仍散發(fā)出清幽的香味。測定織物上的貯香量與放置時間的關(guān)系,結(jié)果如圖4所示。從圖4可知,放置時間越長,織物上香精的含量越少。但經(jīng)磺化β-CD預(yù)處理的織物比未經(jīng)預(yù)處理的織物香精釋放要慢得多。其原因是磺化β-CD可與香精形成包合物,延緩了香精的釋放。經(jīng)20g/L磺化β-CD預(yù)處理的芳香織物,在放置1個月后,測得織物上的香精含量仍保持在62%左右,3個月后則下降至14%。2.2.3水洗次數(shù)對織物上香精含量的影響將經(jīng)過20g/L磺化β-CD預(yù)處理的芳香毛織物進行水洗,水洗次數(shù)對織物上香精含量的影響見圖5。從圖5可知,經(jīng)磺化β-CD預(yù)處理的羊毛織物的芳香整理,其耐水洗牢度不理想,水洗10次后,織物上的香精含量只保持在28%左右。2.3深化和總結(jié)2.3.1磺化-cd對酸性染料上染率的影響選用3種酸性染料,按1.3.3預(yù)處理法處理,用721型分光光度計測定染色殘液的吸光度,以計算染料的上染百分率,如圖6所示。從圖6中可以看出,3種酸性染料隨磺化β-CD的加入,上染率均有不同程度的提高。上染率隨磺化β-CD用量的增加而增加,當用量達到20g/L后,再增加用量,上染率變化不明顯,這一結(jié)論與前面的芳香整理相一致,其原因可能是定位吸附已達飽和,再增加磺化β-CD的用量,也不能使之上染纖維。2.3.2染色織物s值與波長的關(guān)系圖7為酸性大紅3R的羊毛染色試樣在不同可見光波長下的表觀深度K/S值與波長的關(guān)系圖。羊毛織物增深處理后,其K/S值比常規(guī)染色的K/S值大,說明織物的表觀深度有所增強。另外圖7中2條K/S值曲線形狀基本相同,也證明了羊毛織物經(jīng)增深處理后,其色光無變化。2.3.3染色性能指標羊毛織物在用磺化β-CD增深處理后,測其部分染色性能指標,如表1所示。從表1可以看到,與未增深處理的常規(guī)工藝相比,磺化β-CD對酸性染料上染羊毛有增深作用,對染色牢度影響不大。3磺化