β-环糊精接技棉织物的工艺研究yd12418
原新1 朱平1，2 张林1 张建波(1、青岛大学“纤维新材料及现代纺织”国家重点实验室培育基地 山东青岛266071)
(2、新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室<武汉科技学院> 湖北武汉 430073)
收稿日期；
作者简介：原新(1984-)，女，青岛大学在读硕士研究生，研究方向为功能纤维及功能纺织品
原载：染整技术2010/5；1-4，17
【摘要】用环氧氯丙烷在碱性条件下将β-环糊精接枝到棉织物上，并探讨了接枝机理、接枝方法及最佳工艺。研究结果表明，环氧氯丙烷能将β-环糊精接枝到棉织物上， 环氧氯丙烷接枝棉织物的工艺为：棉织物；环氧氯丙烷10mo1/L；NaOH=1；8；2(重量比)，反应时间3h，反应温度
【关键词】β-环糊精;环氧氯丙烷;棉织物;接枝
【中图分类号】TS195.2 文献标识码；A 文章编号；1005-9350(2010)
β-环糊精(β-CD)由7个葡萄糖单元通过α-(1，4)-糖甙键连结而成，这些单体以环状束缚在一起，形成一个外部是亲水性表面，内部具有一定尺寸的手性疏水空腔的闭合筒状结构，能包合一定大小的功能物质分子，形成一种特殊的包合物。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[1-4]。
目前，国内外在β-环糊精与药物包结方面的研究很多，其中有些研究成果己应用于实际生产。实验利用环氧氯丙烷做交联剂将β-环糊精接枝到棉织物上，利用环糊精类似微胶囊的包合性能，可以开发出各种功能纺织品[5-7]。
1 实验
1.l 实验材料与仪器
织物：14.76tex×14.76tex 524根/
药品：β-环糊精、氢氧化钠(分析纯，天津市博迪化工有限公司)，环氧氯丙烷(分析纯，上海凌风化学试剂有限公司)，酚酞、硫代硫酸钠(分析纯，天津市广成化工有限公司)
仪器：HH6恒温水浴锅(江苏金坛市宏华仪器厂)，紫外分光光度计(日本岛津制作所分析计测事业部)，具塞三角瓶(250mL数个)，循环水式多用真空泵(郑州长铝科工有限公司)，烘箱(上海市实验仪器总厂)，THZ282型恒温水浴振荡器(常州国华电器有限公司)，NICOLET 5700型红外光谱仪(北京尼高力天光科贸有限公司)
1.2 实验方法
(1)棉织物预处理
称取
(2)棉织物环氧化
在溶胀后的棉织物中，加入55mL蒸馏水，10mL环氧氯丙烷和10mo1/L的NaOH溶液4mL。将三角瓶或烧杯震荡后，放入水浴振荡仪中，
(3)残留环氧氯丙烷的测定
活化介质清洗液中残留环氧基的检测，采用如下方法；在适量清洗液中，加入1∶3mo1/L的硫代硫酸钠溶液3mL和1~2滴酚酞指示剂，剧烈振荡后，溶液不变红，说明环氧基己清除完全，其反应方程如下；
(1)溶液的配制与标定
1mo1/LNaoH标准水溶液；将40mLNa0H溶于1000
mL蒸馏水中，用邻苯二酸氢钾标定。
盐酸丙酮溶液；将4lnL盐酸溶于160nlL丙酮中，均匀混合即成，现配现用。
酚酞标准液；将酚酞在
(2) 测定方法
称取一定量的环氧化棉织物(精确到1mg)，放于具塞三角烧瓶中，用移液管加入20mL盐酸丙酮溶液，加盖摇匀后在阴凉处室温放置1h，再加酚酞指示剂3滴，用1mo1/LNaOH标准溶液滴定至红色为终点。同样操作，做空白试验。
将制备的环氧化棉织物，放入10mo1/LNa0H与β-环糊精的混合溶液中，环氧化棉织物与NaOH的质量比为1；50，环氧化棉织物与β-环糊精的质量比为1；1.2。反应温度为
(1)溶液的配制
β-环糊精标准液：将β-环糊精在
酚酞标准液；准确称取一定量的酚酞，用60%乙醇溶液配制，浓度为3.5×10-4mo1/L。
缓冲溶液：用碳酸钠和碳酸氢钠配制pH值为10.5的缓冲溶液。
(2)β-环糊精回归方程
准确移取β-环糊精标液0.50，0.70，1.00，1.20，1.50，2.00mL分别置于25mL容量瓶中，各加入10mL蒸馏水，再加入2.00mL酚酞标准溶液，混合均匀，然后分别加入2.00mL缓冲溶液，定容，摇匀，放置40min。用蒸馏水作参比液，用
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图1 β-环糊精标准曲线 |
回归方程为：△A=
(3) 织物上β-环糊精含量的测定
称取一定重量的经整理后的织物试样，在一定量的NaOH溶液中室温浸泡一定时间，从浸泡液中移取一定量的溶液，先用酸液中和，然后置入50mL容量瓶中，分别加入一定量酚酞标准液，一定量的缓冲液，用蒸馏水稀释至刻度线，放置一定时间后，测其吸光度值，并代入回归方程求出接枝到织物上
β-环糊精含量。
分别测定未处理棉织物、接枝β-环糊精棉织物及β-环糊精的红外吸收光谱。
2 结果与讨论
2.1 影响棉织物环氧化的因素
β-环糊精接枝棉织物的关键是棉织物环氧基的含量。因此，本实验以
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(a) |
(b) |
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(c) |
(d) |
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图2 不同因素对棉织物环氧化的影响 |
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图2(a)表明棉织物上的环氧值，在反应初期随反应温度的升高而增加;当温度到达
图2(b)表明当反应进行3h后，棉织物上的环氧值基本达到最大值，再继续反应环氧值变化不大。
图2(c)表明棉织物上的环氧基含量，反应开始时随环氧氯丙烷用量的增加而增加;当环氧氯丙烷用量达到7mL时，棉织物环氧值最大，环氧化最充分。再增加环氧氯丙烷的用量，棉织物环氧值反而下降。故环氧氯丙烷用量为7mL时环氧效果最佳。
图2(d)表明随NaOH溶液用量的增加，棉织物上环氧基的含量显著增加;当NaOH溶液用量达到5mL时，环氧基含量最大，而后随NaOH用量的增加而减少。其原因是环氧氯丙烷在碱性条件下本身发生醇解反应，且醇解过程中会消耗一些碱，从而降低体系的碱浓度而影响棉织物的环氧化。
在环氧氯丙烷分子中，由于电子云密度集中在氧原子上，而氧原子非常活泼，其在亲电试剂H+作用下，易生成环氧氯丙烷正离子中间体，但这种中间体不稳定，易转化为3氯-2-羟基丙基正碳离子，该正碳离子取代棉织物上的H+，然后发生闭环反应得到环氧化棉织物。
因此，环氧化反应的最佳工艺条件为：
2.2 影响β-环糊精接枝环氧化棉织物的因素
研究发现，环氧化棉织物与β-环糊精的反应，受反应时间、温度、β-环糊精含量和环氧值的影响，如下图3。
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(a) |
(b) |
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（c） |
(d) |
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图3不同因素对β-环糊精接枝环氧化织物的影响 |
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图3(a)显示当反应进行3h后，棉织物上β-环糊精的含量己基本达最大值，再继续反应β-环糊精质量变化不大。
图3(b)表明棉织物上β-环糊精的含量，在反应开始时随反应温度的升高而增加，当温度到达
图3(c)表明β-环糊精与环氧化棉织物的质量比越大，棉织物上β-环糊精的含量越大。当两者的质量比大于1；1.1时，棉织物上β-环糊精的含量增加缓慢，故其最佳反应的质量比为1；1.1。
图3(d) 棉织物上β-环糊精的含量，随环氧化棉织物上环氧值的增加而增加。当环氧值超过1.2时，增长率趋于缓慢。
2.3 结构分析
β-环糊精、棉织物、β-环糊精接枝棉织物的红外谱图见图4。
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A、β-环糊精; B、未处理棉织物; C、接枝β-环糊精棉织物 |
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图4 红外光谱图 |
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由图4可知，接枝β-环糊精棉织物的红外谱图中，
3 结论
(1)以环氧氯丙烷为交联剂，可将β-环糊精接枝至棉织物上，棉纤维分子并未因接枝β-环糊精后而发生根本性破坏。
(2)环氧氯丙烷接枝棉织物的工艺为；棉织物；环氧氯丙烷；10mo1/L NaOH 1.8∶2(重量比)，反应时间3h，反应温度
4 参考文献
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