构筑超分子结构的环糊精及其在染整加工中的应用(二)yd12211

杨栋   全国染整新技术应用推广协作网

原载:全国染整新技术协作网简讯20104~628

 

四、环糊精在纺织品染整加工中的应用

根据环糊精有形成包合物的特征,可产生分子层面的反应,已在食品、医药、农药和化学等工业部门成功地应用,并在不断的推广中。纺织品染整加工中的应用也有很多可能性,但大都尚处于试验性阶段。如果按其发挥作用的时效性,可分为一次性和长效性两大类。今分别叙述于后:

(一)一次性

环糊精在染整化学加工中的一次性应用,这是环糊精以生物制剂取代(或部分取代)传统的化学助剂作用而已。

1、洗涤方面:

众所周知,许多表面活性剂对纤维是有亲和力的,在染整的纤维表面上有残留的表面活性剂的话,将会影响其下一个加工的质量。如其残留量大会影响染色性能,润湿性和表面吸附性都会发生变化。纤维上吸附的表面活性剂会显著降低拒水整理的效果,以及涂层整理的粘着力,这对生产汽车工业用的安全气囊织物尤为重要2

在水溶液中,环糊精及其衍生物可与表面活性剂形成包合物,因此,在洗涤液中添加适量的环糊精能减少纤维上表面活性剂的吸附量。有资料表明25:在最后一道漂洗液中添加3g/L环糊精后,可使洗涤织物上残留的表面活性剂量由209ppm降至134ppm。此外,Arbeitsgruppe将疏水性纤维用几种表面活性剂处理后,经水洗和含β—环糊精衍生物(1.8甲基-β-环糊精)水洗,然后用最简单的润湿性测定法,测定试样的润湿时间,以t1表示一般水洗,t2表示彻底水洗,测定结果如表4所示。

4  经表面活性剂处理的涤纶纤维用不同水洗工艺洗涤后的润湿时间(t1t22

表面活性剂

处理

t1s

T2s

参比试样

3600

≥3600

NP-10

未洗

1

1

水洗

328

922

1.8甲基β—环糊精

899

2455

TX-100

未洗

1

1

水洗

64

244

1.8甲基β—环糊精

60

452

Brij35

未洗

1

1

水洗

429

2738

1.8甲基β—环糊精

1206

2602

Brij96

未洗

1

1

水洗

71

356

1.8甲基β—环糊精

557

1368

Hyamin

未洗

1

1

水洗

6

126

1.8甲基β—环糊精

2895

3600

SDS

未洗

1

1

水洗

3600

3600

1.8甲基β—环糊精

3600

3600

Levega1 HTH

未洗

1

1

水洗

1

99

1.8甲基β—环糊精

133

509

资料来源:Buschmann等(1995

由表4可知,涤纶参比试样,经一般水洗后和彻底水洗后,试样的润湿时间均大于3600秒,表明涤纶纤维是疏水的。经表面活性剂处理后,润湿时间均小于1秒;经两种不同洗涤工艺洗涤后,表明用含环糊精水洗的能更有效去除涤纶纤维表面上的表面活性剂。

2、染色方面2

早在1975年,T.Shibusawa等人著文称:在尼龙66和其它疏水性纤维染色时,添加环糊精有缓染作用。而H.J.Buschmann等人则认为:环糊精的匀染作用,是指对小分子染料而言,对大分子染料的匀染性是不会有影响的,也就是说其匀染性极其有限的。

1991年,U.Denter等人用直接染料三原色染棉时,观察添加环糊精的影响,三原色是C.1.直接兰71C.1.直接46C.1.直接红81,是三种化学结构不同的染料,其化学结构如图6所示。发现能与环糊精形成包合物的只有46和红81。由此环糊精只对上述两种只染料有缓染作用。

6   直接染料三原色的化学结构式

* 此化学结构引自陈荣圻著染料化学 P64纺织工业出版社1989

T.Shibusawa等人研究了3种环糊精(αβγ)对64-氨基-4′硝基偶氮苯类分散染料的包合试验26,其结果如表5所示。染料的化学结构:

5   三种环糊精包合染料的结果

 

X

Y

R

β-苯环的最大

横截面尺寸(A

包合物类型m:n

α-CD

β-CD

γ-CD

染料1

H

H

CH2CH2

6.75

1:1

1:1

1:1

染料2

H

H

CH2CH2OH

6.75

1:1

1:1

1:1

染料3

Cl

Cl

CH3

9.04

不能包合

1:1

2:2

染料4

Cl

Cl

CH2CH2OH

9.04

不能包合

1:1

2:2

染料5

NO2

H

CH2CH2OH

8.58

不能包合

1:1

2:2

染料6

NO2

Br

CH2CH2OH

9.89

不能包合

1:1

2:2

由表5 可知,α—环糊精可与染料1~2形成11包合,对染料3~6四个染料几乎不能包合,与这些染料的β—苯环最大横截面远大于α—环糊精空腔尺寸(见表1)直接有关。β—环糊精与染料1~6能形成11包合物。γ—环糊精与染料12(没有取代基的染料)能形成11包合物,而β—苯环2′或2′和6′位有庞大的拒电子基团的染料3~6,却可与γ—环糊精形成22包合物。而且22包合反应,使λmax红移了9.5~51nm和非常大的-H°值,表明在包合过程中发生了稳定的偶极结构的强烈放热的相互作用。由此,可设想两个染料分子包合在两个连接的γ—环糊精的长空腔中,是一个染料分子的富电子α—苯环对着另一个染料分子缺电子的β—苯环,其22包合物的模型,如图7所示。由于22包合物的-H°值大,很适合用于缓染作用

7   染料6在两个γ—环糊精分子空腔中的排列(虚线表示γ—环糊精空腔尺寸)

1955T.Weber指出:环糊精也能与活性染料形成包合物。对某些活性染料包合后,能降低在碱性溶液中的水解作用,而对其它一些活性染料的包合物会加速其水解。一般形成包合物会降低染料分子与纤维素分子之间的反应。但自从双官能团活性染料应用以来,情况出现了变化。由于环糊精与纤维素大分子都具有羟基,因此,从理论上可以推测,当双活性基活性染料的一端与环糊精反应,如另一端与纤维素大分子反应,就可实现将环糊精锚固在纤维素纤维表面27

(二)长效性应用

要环糊精能在纺织品上发挥长效性应用效果,其工艺技术的原理,只有将环糊精设法牢固的锚在纺织品表面(或纤维表面)。在纺织品上筑造了无数个超微小型的旅店(或酒家、宾馆)可以接纳批一批陆续不断的乐意入住的各方来客。从而实现可持久的应用效果。这种加工技术也称纤维改性。对常见的各种纤维来说,有人提出其可实施的具体技术方案228,可归纳如表6所示:

6   在纤维表面锚固环糊精的方案

技术路线

纤维素

羊毛

聚酰胺

聚酯

聚丙烯腈

交联剂

离子型反应

()

共价链

范德华力

粘合(涂层印花)

注:+表示可能的;-表示不可能

2、主要引自H.J.Buschmann等人(1998)资料,但作者作了些必要的修改和补充。

1、锚固的方法

1)交联剂

在棉织物上,最常用的交联剂是用于免烫(或抗皱)整理的N-羟甲基化合物,在整理液中一并加入适量的β—环糊精即可,待免烫整理加工完成后,β—环糊精是藉免烫整理剂(如DMDHEU)的化学作用同时锚固在纤维表面,而且经得起重覆的洗涤。原汽巴精化(今享斯迈纺织染化)的免烫+清新整理就是这种加工的代表。兹将两者的整理液的组成的区别列于表729,供参改。

7  享斯迈纺织染化的免烫+免烫+清新整理处方(g/l

处方

免烫整理

免烫+清新整理

 

予柔软

ULTRATEX®FH NEW

10~20

10~20

 

ULTRAPHIL®HCT

10~20

10~20

 

潮交联

KNITTEX®FA CONC

180~220

180~220

 

 

KNITTEX®CATALYST UMP

90~110

90~110

 

 

DICRYLAN®WK NEW

20~30

20~30

 

 

TURPEX®CAN NEW

50

50

 

 

DICRYLAN®BSRN

30~40

0~40

 

 

ULTRAVON®CN

0~5

/

 

 

CIBATEX®OC-CLD

/

70~100

此即环糊精商品

 

CIBAFLOW®SF PLUS

/

3

 

表面整理

ULTRATEX®UM NEW

10~30

10~30

 

 

ULTRATEX®FMW

10~30

10~30

 

有人详细研究了在N—羟甲基化合物整理中添加环糊精的影响,指出30:由红外光谱检验证实:DMDHEU在纤维素与环糊精之间形成了交联(在1000~1100cm-1处的吸收峰明显DMDHEU整理的增强),同时观察到在纤维表面锚固了为数众多的环糊精。由于环糊精的加入干扰了DMDHEU与纤维素之间反应,致使整理织物的拆皱回复角(WRA)有所降低,同时,人们原来期待因添加环糊精后,可使整理织物的释放甲醛量有所降低却未出现,反而稍有增加的趋势,试样测定的数据如表8所示

8   DMDHEU整理添加βCD对折皱回复角和释放甲醛量的影响

处方

释放

甲醛

PPM

折皱回复角

T+W

处方

释放甲醛

PPM

折皱回复角

T+W

 

R1  25/15/8

232

224

R1  +20g/l环糊精

231

210

甲醛测定

R2  45/30/15

169

238

R2  +20g/l环糊精

182(+7.7%)

224

DIN  EN152

R3 ­ 60/40/20

140

266

R3 ­ +20g/l环糊精

159(+11.5%)

252

14184-T1

R4  80/50/25

110

272

R4  +20g/l环糊精

138(+2.5%)

254

WRAAATCC

R5  100/60/30

111

269

R5  +20g/l环糊精

138(+2.5%)

255

 

注:处方系DMDHEU/有机硅乳液/氯化镁(g/l

工艺为:轧→烘→轧液度70%,烘干130℃×1分钟,170℃×1分钟。

括号内数字表示增加百分率

本文作者认为:在DMDHEU整理液中添加环糊精后,整理织物的释放甲醛量会稍有增加的主要原因有:①环糊精对甲醛的包合是放热反应,即在低温(或室温度)时较为合适,而DMDHU整理是在高温条件下进行的,按上文(1)式所示,则有利于逆反应的;②如在整个反应体中可能环糊精的羟基和纤维素的羟基与DMDHEU竞争反应,客观上增加了纤维上的释放甲醛源,例如仅形成接技而未交联(即形成游离的羟甲基端基)。

同理,无甲醛的多羧酸类免烫整理剂也可作为环糊精锚固在纤维素上的交联剂,已有一些文献报导,同时介绍了可用碱性酚酞溶液的紫外—可见光谱,测定纤维上固着的β—环糊精定量的方法。

2)接枝

在纤维改性中接枝是一个重要途径,可采用的多种技术手段,可分成物理和化学两类。在物理活化中,诸如电子束、激光和紫外等3132;化学活化视不同对象可选用各种接枝剂。就纤维素纤维而言,常用的接技剂有:环氧氯丙烷、N—羟甲基丙烯酰胺等。今以较为简便的环氧化接枝为例介绍如下:

纤维素纤维上接枝环糊精

以环氧氯丙烷为接技剂,在纤维素纤维上接枝环糊精,其操作程序是:将β—环糊精先溶解于碱性溶液中,搅匀后,滴入定量的环氧氯丙烷,使之与β—环糊精反应;然后再将纤维素纤维加入上述反应液,并用NaOH溶液调节PH值至12.8,在搅拌条件下,再加入定量的环氧氯丙烷,充分反应后,以盐酸液中和洗净即可。

也有人提出二步法操作,先制成环氧化纤维素,然后,在氢氧化钠碱性溶液中,再由环氧化纤维素上环氧基与β—环糊精上羟基发生偶联反应。经用红外光谱检验纤维素纤维接枝前后的结构变化提供了确实的证佐333435。由此认为其反应机理如下:

第一步是纤维素纤维(Cell-OH)在NaOH溶液中与环氧氯丙烷生成环氧化纤维素纤维,这是环氧氯丙烷分子中的氧原子非常活泼;在亲电试剂H)作用下,极易生成不稳定的环氧氯丙烷正离子的中间体,而转化3-2羟基丙基正碳离子,由它取代纤维素上的H而得3--2羟基丙氧基纤维素(CHPC),CHPC发生闭环反应得到环氧化纤维素纤维。

反应式如下:

第二步在NaOH溶液中,环氧化纤维素上的环氧基与β—环糊精(CD)上的羟基发生反应,如下:

由于羟基的酸性较仲羟基大,葡萄糖吡喃环的体积位阻效应,以及纤维素和β—环糊精上的羟基没有本质上的区别,以使反应选择性差导至接枝率也较低。可认为:主要是C6位的伯羟参与了反应,但也不排除少量的C2C3位的仲羟基也可能参与反应。

3)反应性β—环糊精(MCT-β-CD

氯(均)三嗪—β—环糊精犹如氯(均)三嗪活性染料能对具有亲核基团(如-OH-NH-SH等)的纤维形成共价键结合,例如棉纤维的羟基与氯环在高温发生如下反应:

上式反应既可在碱性介质(PH10~-11)中进行,也可在酸性介质(PH5)中进行,但在碱性介质中可获得最高得率,而酸性介质有利于漂白织物的环糊精的改性。

MCT-β-CD可用轧烘焙工艺处理,使之锚固在棉织物上。据资料介绍36烘温度150处理3~5分钟已足够,如图8所示,而处理浴的PH值影响如图9所示

8  MCT-β-CD轧烘焙工艺中烘温度与固着率关系

 

9  MCT-β-CD处理液的PH值和处理时与固着率关系

5%MCT-β-CD整理的短袖圆领衫和袜子,在60洗涤液中按通常洗涤条件,洗1510次后,未发现MCT-β-CD固着量有明显的降低,如图10所示

10  MCT-β-CD整理的耐洗性

MCT-β-环糊精在与免烫整理剂同浴,甚至与免烫整理剂和活性染料染整一浴处理时,有关情况H.Hebeish等人已有专文介绍37

上文主要是MCT-β-环糊精负载在纤维素织物的情况。但进一步研究表明,在棉氨纶和棉氨纶与锦纶混纺织物也有良好的固着效果。很适合用于高端女性内衣方面。此外,如采用适当的工艺,MCT-β-环糊精也可用于羊毛织物上25

4)其它

①粘合

环糊精尺寸属纳米级微粒,在轧烘焙加工中,其微粒一般均可嵌入织物组织结构,以及纱线的沟纹之间。因两者的结合力差,添加少量的低温粘合剂可增强其粘合力,不会影响其包合作用,同时对加工织物的手感风格,不致造成明显的负面影响。但由于粘合剂本身的气味对芳香化整理影响很大,在最初3~5天可能会产生严重的干扰,一般要10后天粘合剂的气味才会完全消除。所以,在粘合剂选用上应予注意。

衣草香精和β—环糊精包合草处理织物,放置在自然条件曝露于空气中,每隔一星期,用乙醇萃取,将滤液在UV-3000紫外分光光度计上,入max276nm)下测定其吸光度,则香精与包合香精处理的缓释性能如图11所示38

11  香精和包合香精的缓释性比较

②溶胶—凝胶法

溶胶—凝胶法是20世纪80年代以来发展的一项新技术,主要是用于制备特种陶瓷、玻璃和许多新材料(包括纳米材料)的方法39,在纺织品上应用这项新技术是近年才开始的。溶胶—凝胶能在纺织品上形成极薄、透明而粘着性很好的膜,由此可对纺织品进行改性。已有一些研究人员应用溶胶—凝胶方法对纺织品亲水拒水涂层40、改善染色牢度4142、屏蔽紫外线4344和抗静电45等功能化整理的报导。也有人推荐作为纺织品锚固环糊精的方法之一46。并称:此方法工艺简单、风格可控、操作方便,对β—环糊精有很好的固着性能。织物上β—环糊精的固着量,一般随溶液浓度和β—环糊精的用量增加而提高。

其实,溶胶—凝胶技术早在19世纪中,由J.J.EbelmenW.Geffcken二人研究二氧化硅凝胶就揭开了幕序,只是没有引起学界的注意而已。直至1971年,德国H.Dislish利用溶胶—凝胶技术开发出多组份玻璃之后,才引起科学界的广泛关注。

溶胶—凝胶法是用无机盐或金属烷氧基化合物为前驱物,将前驱物溶于溶剂(水或有机溶剂)中,通过在溶剂中发生水解或醇解而形成溶胶(或经改性的溶胶),涂布于基质,通过干燥使溶胶转变成凝胶(一层多孔结构氧化物干凝胶膜)。可用于锚固环糊精的溶胶是以金属有机物为前驱体的。例如:正硅酸乙酯(TEOS)和少量3—缩水甘油醚三甲氧基硅烷(GPTMS)作为改性剂,在乙醇和水溶液中进行控制性水解,通过分子簇的缩聚形成改无机聚合溶胶,也可将环糊精加入共同反应。此时,可能作为改性剂的GPTMS与环糊精之间会有下列反应;同时与TEOS水解物共同形成网络状凝胶。

2负载环糊精纺织品的功能性

负载环糊精纺织品(即纤维表面锚固环糊精)首先必然会提升其亲水性,可改善疏水性纤维的服用性,其亲水性的大小,则取决于其单位面积上锚固的环糊精数量。环糊精空腔的包合性不变,如一旦包合的容体分子释放完后,可以重新组装客体分子(或更换新的宿主),从而实现其长效性和多功能性。

兹将研发的一些情况,简述于后:

 ①防(避)蚊和除臭(空腔的功能)

夏天,人们被蚊子叮咬后会感到刺痒的不适感,但并不一定会引起健康问题,除非是被带病菌的蚊子叮咬(如疟蚊)才会造成健康问题(疟疾病)。国内由蚊虫传播的疾病,据称尚有:丝虫病、登革热和流行性乙型脑炎等。据称:每年死于疟疾病的人数超100万,成为全球关注的健康问题之一。

雌蚊为繁殖后代需要血液来保证其产卵。为防止血液凝固,蚊子在叮入人体后,还在伤口处注入一些唾液,这样病原体就会广泛传播。一个特别感兴趣的问题,为什么对特定人群,蚊子几乎总不叮咬,只受到微弱的嗡嗡之声的干扰,而蚊子总爱叮另外的一些人群?研究发现称:蚊子具有特定的嗅觉器官,寻找由皮肤挥发的一些吸引蚊子的化学物质47

在人们皮肤上广泛地分布着两种汗腺,一是普通汗腺分泌的汗水,主要是盐份和少量的有机物质;二是特殊汗腺分布在一定部位的皮肤,又被称谓香腺,分泌的汗水含有类脂质和脂肪酸。这种汗液排出皮肤时,并不具有气味,只有当皮肤表面存在微生物分解后,才会生成可挥发性的化学物质。典型的汗水是由多种化合物组成的;有饱和的、不饱和的和有支链的碳羧酸(C4~C11),其中主要成分为3—甲基—2—已烯酸48。在汗液成分方面,并未发现男人与女人之间的差别49

到底哪种化学品是蚊子的信息素,至今尚未完全清楚。已确定的信息素有:L-乳酸、醋酸和丙酸。但是,1—辛烯—3—醇和的衍生物也可起到信息素的作用。不久前,人们才发现蚊子身上有一个对4—甲基很敏感的接受器50;又发现只有雌蚊才具有这种接受器。而这种接受器对4-甲基的异构体(2—甲酚和3—甲基)仅观察到非常微弱的反应。至今人们对这一接受器有如些高的选择性的原因尚不清楚。

经环糊精改性的纺织品,环糊精分子的包合功能丝毫不受影响,因此改性后的纺织品可作为化学品的选择性吸附材料。即对非极性分子或具有非极性基链都可进入环糊精空腔中,而极性基团如羧基等则露在外边。

汗液中的信息素与环糊精在25水溶液中形成包合物的稳定常数,经测定如表9所示:

9  汗液中的信息素与环糊精包合物在25水溶液中的稳定常数(lgkk1/mol

信息素

稳定常数(k  1/mol

α—环糊精

β—环糊精

γ—环糊精

2—甲基

2.51±0.04

2.61±0.14

2.77±0.04

3—甲基

2.51±0.06

2.60±0.02

2.51±0.21

4—甲基

2.27±0.04

2.53±0.02

2.46±0.03

n—丁酸

2.10±0.06

1.51

 

n—戊酸

2.54±0.03

1.97

 

4—戊烯酸

2.54±0.03

2.39±0.04

2.34±0.04

n—卡普隆酸

2.76±0.05

2.45

2.32±0.03

庚酸

2.74±0.07

2.48±0.01

2.37±0.05

1-辛烯-3-

2.31±0.04

2.41±0.05

2.43±0.03

资料来源:Rekharsky  M.V.et.al., Chem.Rev., 1998.98:1875/1917.

     上文所述,是利用负载环糊精空腔的包合作用,实现防守型防蚊作用,如用环糊精或其衍生物(MCT-β-CD)事先与具有低毒或无毒的杀蚊药品,如氯菊酸先行包合,再将此包合物锚固在织物上,就可成具有攻击型驱蚊效果51

人们是通过五感,即视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉来感知信息的。臭气或不愉快气体是通过嗅觉器官来感知的。解决引起人们生活环境中存在的各种不快气味(气)问题,纺织品也可担当起此项任务。例如,汗臭、香烟味和老人臭(nonenal壬烯醛)等,都成令人关注的问题了。其实,上文利用纺织品负载环糊精空腔吸附人体释放的蚊信息素而达到防止蚊叮的避蚊效果。这仅是人们嗅觉尚不能辨认的气体,以致被另列为被动的防蚊功能。

负载β—环糊精的纺织品对人体分泌的汗气有包合作用外,同时,对空气中的香烟烟雾以及其他有害气体也可进行包合,而在洗涤过程中,能将包合物洗去,重新恢复捕捉香烟烟雾等有害空气的功能。因此,有人建议用负载β—环糊精纺织品作窗帘,以改善有人吸烟的房间或办公室内的空气。

负载β—环糊精的纺织品能吸附人体的汗气,而来自人身上汗液中也含人们通过食物或药物摄入体内的化学物质。因而,人们还可以从汗液中检出诸如荷尔蒙、麻醉品和尼古丁等。从病人身上(汗液)得到有机化合物的识别是提供医学诊断的新方法。到目前为止,要从病人身上获取汗样仍有问题,因而,通常用血液和尿液来检验。通过穿着负载环糊精的纺织品,就可使问题变得简单了,经萃取负载环糊精纺织品,通过气相色谱法,可以测定被包合人气中的有机化合物,这是一个饶有新意和待开发的新用途25

2)芳香和保健

人们从天然香味植物中提取精油,用于治病和美容可追溯到遥远的过去。将香精洒在纺织品上获得暂时的香气做法,可能在过去很长很长的时间内就有一些人尝试过。可是,上海某一印染厂却在“大跃进”热情鼓动下,1958年生产了被誉为“一技香花布”的香味纺织品,一度曾大批量畅销东南亚和新马地区,这可以说是香精向纺织品示好的一次公开展示。

由于工业化飞跃发展,人们对自然界资源掠夺性开采,形成对生态环境的灾难。致使人们不得不开始反思,在回归自然、追求健康的浪潮下,森林浴和芳香治疗悄然成为城市生活一种时尚,各种加香产品的蓬勃兴起也成为一道风景线,顺应这种趋势具有芳香保健功能的纺织品的开发也受到业界同仁们的关注。科学研究表明,许多芳香精油具有镇静、杀菌和保健等作用。人们又进一步发现某些芳香植物精油还具有一定的药用功效,可提供一些生理和心理方面的辅助疗效52。如表10所示

10  某些精油及其药用功效

精油种类

  

松油

通过改变脑电波使精神安定,缓解压力。

玫瑰香精

松驰压力,护肤、祛

柑桔香精

杀菌(尤其金黄色葡萄球菌)。

柠檬香精

消毒杀菌,增强循环系统。

草莓和苹果香精

缓解压力

按叶油

增进大脑活力,集中思维,对咽喉发炎、流感和咳嗽有疗效,缓解气喘、消毒杀菌。

薄荷香精

调节肠胃功能,促进血液循环。

衣草香精

改善消化功能,缓解抑郁,促进睡眠,治疗烫伤和虫咬,消肿。

茉莉香精

促进生理和心理的稳定,消毒杀菌,治疗抑郁症。

香茅精油

防止蚊子和昆虫叮咬。

香精一般是由芳樟醇、月桂烯醇等疏水性有机化合物的混合物,沸点较低,在常温时藉不断散发出香气而达到各种功效的。香精的分子结构大多含苯环,其分子尺寸易被环糊精包合,但只要香精的分子部分被包合,就使其缓释性得到很大的改进,从而可延长香精的使用寿命。

3)护肤

随着世界工业化程度的飞速发展,地球的生态环境遭受的破坏程度,早就进入不能自行修复状态,致使人类生存条件恶化。据美国统计资料称:20世纪初,大气中正、负离子比为11.2,在上世纪80年代以后就成为1.2:1。这说明人类赖以生存繁衍的重要条件之一,空气质量下降,这将导致人体和体内调节平衡的恢复功能随之衰退,使大量人群的身体处于亚健康状态。特别是大城市,由于人口稠密,工厂大量排放的三废等原因,致使空气中的负离子数量远比郊野少得多。工作和居住房屋密度高,又装有空调和冰箱等家电设备,进一步使室内空气中负离子浓密度,只有室外的1/2~1/3,首先是人们的皮肤受到了伤害。

由于人们对皮肤的作用机理深入的研究,认识到化妆品对皮肤保健功能的重要性,导致产生了“将化妆品穿在身上”或“服装是人的第二层皮肤”的理念,同时,一种时尚化功能性整理—护肤(Skincare)也应运而生53

护肤是指对皮肤具有保湿、滋润、调理和控制PH值等功能。一般调理皮肤产生缓解疲劳、延缓衰老、提供清新和凉爽感觉,使服用者身心更为适舒和自信。所用原料大都是天然的,并通过化妆品标准检测,符合环保化学品的各项要求。按其功能为:(1)保湿:角鲨烯(三十碳六烯sgualane)、维生素E、甲壳素、西香莲油等;(2)缓解疲劳:葡萄油(Grapefruit)、柠檬油、麝香草油等;(3)提神:薄荷油、橙子油、迷迭香等;(4)缓解安定:琥珀树脂油(Ambertree Resinoil)、缬草(Valerian)、衣草精油等;(5)滋润与调理:胶原蛋白、蚕丝蛋白、芦荟等。

护肤纺织品倍受广大妇女消费者的欢迎,而年轻女性是主要消费群体,产品以内衣和床上用品为主。

4)辅助疗效

防止伤口感染或烧伤感染的纺织品,在日常医疗中有明显的医疗效果,同时也是军(警)的必备用品。特别局部不稳定地区的冲突中,如伊拉克和阿富汗的路边炸弹袭击,以及大规模自然灾地地方(如地震等)众多受伤人员后就容易感染,且不易控制。利用环糊精改性的纺织品,包合广谱抗生素类药物,如氯霉素就可制成抗感染纺织品5657

β—环糊精与邻甲氧基肉桂包合物处理鞋垫,具有抑制微生物生长和恶臭产生。每平方米含10活性物的棉织物置于两层聚氯乙烯之间,对治疗脚气病、皮疹、水疱和皮肤干燥都很有效。

在人群中,患有神经性皮肤病的为数不少,屡屡发,干扰生活情趣,若能服用含有抗真菌的环糊精包合物(如抗组胺和抗发炎的药物)内衣、裤和袜等,情况可能基本改观。

五、结语:

超分子体系(化学)是由多个分子通过非共键作用力形成的复杂有序和具有某些特定功能的聚集体。它是发生在分子层次上的结合,具有分子层次的特性。这是化学发展走向复杂化而出现的复杂物,环糊精就具有这样表征。尽管环糊精在染整化学加工中的应用可能尚待时日,染整科技人员应关注它的阵阵叩的声响。

环糊精及其衍生物可作为低/无毒和生物降低的纺织助剂。

纺织品表面锚固环糊精后,不仅改变织物的表面性能,同时并为多种功能性织物奠定相当的基础,特别是开发具有医疗效果的纺织品。

可能环糊精的价格将成为它在染整加工应用的拦路虎。

参考文献

1、张希等译(Vogle.F著),超分子化学,吉林大学出版社,199592/96

2Busehmanm,H,S et.al, The Use of Cyclodextrin in Textile Process:An Overiew J.Text.Inst,1998, 89 Part 1 No.3    554/561

3、王潮霞,反应性环精对棉织物的化学整理,国外纺织技术,2002225/29

4、何中琴,环糊精在纺织品加工上应用,丝绸,1999345/48

5、陈海相等,β—环糊精修饰纤维素纤维的制备,纺织学报,2003245408/410

6、刘丽雅等,衣草β—环糊精包合物的制备工艺研究,印染助剂,2003,(330/31

7、刘丽雅等,β—环糊精制备微胶中的机理及应用,印染助剂,2003,(45/7

8、万军民等,环糊精及其衍生物功能性能研究进展,化学试剂,2004,(115/20

9Martin Chaplin Water Structure and Science: Cyclodextrins

10Saenger W.,et.al,Structure of Common Cyclodextin and Their lager Analogus-beyond The donghnut Chem.Rev.       199898,1787/1802

11、刘创,环糊精的结构,性能及应用,香料香精化妆品1997,(555/57

12、王蕾,环糊精整理织物的技术开发,印染,2004847/49

13http://www.Cyclodextin.org.     新型高效安全的单分子包合材料—环糊精及其衍生物

14http://www.Cyclodextin.org.     环糊精在医药工业上的应用

15、林岩锡,环糊精在纺织产业上的应用,纺织速报,108 41/47

16http://www.Cyclodextin.org.     环糊精安全综述

17http://www.Cyclodextin.org.     环糊精及其包合物的应用进展

18http://www.Cyclodextin.org.     环糊精作为纺织工业上的表面改良剂简要介绍Cavasol ® W7 MCT

19、刘雪等,环糊精作为超分子结构的构筑单元,化学业界,2001,(6321/323329

20、童林荟,环糊精化学——基础与应用      北京科学出版社,2001

21、赵燕等,超分子化学与环糊精,www.CN-Plastics.net

22 http://www.Cyclodextin.org.环糊精在医药、化妆品和食品工业上的应用概论㈠、㈡、㈢

23、王春梅等,β—环糊精与香兰素包合物的制备及其在棉织物上的固着产业用纺织品,2009,640/42

24、庞家杰等,弱酸深兰5R染料的β—环糊精包合作用研究,印染,2002,74/5

25、王春梅译(Szejtli.J)环糊精在纺织工业上的应用,纺织工艺与设备,2005,1053/56

26、刘玉莉译(Shibusawa,et,al   环糊精在染色温度对偶氮分散染料的包容国外纺织技术,1999,3,22/27

27、王潮霞等,β—糊精双活性基染料染色性能的影响,印染,2005,(221/4

28D.Knittel,et,al.,Technologies for a New Century, Surface Modification of Fibres J.Text,Inst,2000(2151/165

29、金中敏,功能性后整理—提升产品价值,2007年享斯迈全国染整新技术和环保化学品研讨会论文集,(上海)P.39/53

30Dilek Kut,et.al.,An Investigation into the Possibility of using Cyclodextrins in Crease Resistent Finish,Fibres Textiles in Eastan Europe,April/June,2007,15(2):61

31Lee M.H.,at,al.,Grafting onto Cotton fibre with Acrylamidomeltytated β—Cyclodextrin and application      

J,of Applied Polymer Science    2000,78(11)1986/1991

32Lee M.H.,at,al.,Synthesis of VinylmonomerContaining β—Cyclodestrin and grafting Onto Cotton Fibre     

J.of Applied Polymer Science 2001,80(3)438/446

33、夏友谊等,β—糊精接技纤维素纤维的制备与机理,纺织学报,200627(2):25/28

34、万军民等,纤维素纤维接技β—环糊精对苯二酚类分子的包络识别性能,物理化学学报,2006222):240/243

35、胡智文等,纤维素纤维接技环糊精予聚体的合成与应用      纺织学报,2007 ,28(1)4/8

36J.P.Moldenhauir, et.al.,Textile  Finishing with MCT-β-Cyclodextrin, Wacker公司资料

37H.Hebeish,et.al.,Chemical Finishing of Cotton using Reactive Cyclodextrin Coloration Technology ,2001, 117; 104/110

38、王潮霞等,芳香保健纺织品的研究与应用,第六届全国印染后整理学术研讨会,论文集(2005·青岛)P228/232

39、洪新华,溶胶凝胶方法的原理与应用,天津师范大学学报,(自然科学版)2001,20(3)5/8

40T.Textor,er.al.,Melliand Textilber, 1992, 80:229

41M.Luo,er.al.,J.S.D.C,2003,119(5)29

42、罗敏等,溶胶—凝胶法固色整理,国际纺织导报,2004,(7)72/76

43B.Mohltig.etr.al.,Sol-Gel Science & Technology,2003,27:43

44、张亚鹏,      溶胶凝胶技术在纺织品抗紫外整理中的应用,印染,2004,30(7)6/8

45、徐鹏等,      纳米溶胶改善聚酯抗静电性能研究    国际纺织导报,2005,(4) :66/70

46、刘丽雅等,β—环糊精开发芳香医疗保健纺织品,产业用纺织品,2002,(12)35/37

47H.J.Buschmann et.al.,陈水林译),经环糊精整理的被动防蚊纺织品

48X.N.Zeng.et.al.,J.Chem.Ecol.,1991,17:1469/1492

49X.N.Zeng.et.al.,J.Chem.Ecol.,1996,22:237/257

50EA.Hallem.,Nature 2004,427: 212/213

51、陆必泰等,纺织品避蚊保健整理剂的研制及应用工艺,纺织学报,2006,27(2)92/94

52、戴瑾瑾,功能整理加工的发展趋势   2006全国纺织品高新面料开发研究会论文集(上海)P1/5

53、杨栋,织物功能性整理技术的现状,全国染整新技术协作网简讯,46期(总52 2007.12.28

54、大阪化学市场中心,健康、快适纤维新の技术上市场,大阪化学品研究系列,vo15.No.205,P74/100

55Cognis,Active Textiles for an Active Life

56、胡智文等,抗感染功能纤维的制备,产业用纺织品,2008,26(6)14/17

57、李荣誉等,氯霉素β—环糊精包合物制备及其药剂学性能研究,中国兽