環(huán)糊精在紡織品上的應用

任達鑫+孫長兵+羅健

摘 要 環(huán)糊精分子形狀類似于圓柱形環(huán)狀結構，其構型含有一個具有一定體積的疏水性內腔，這個疏水性內腔可以儲存氣體和非極性的有機物質。因此環(huán)糊精的特殊結構使它的應用非常廣泛，特別是在紡織上的應用體現了它的特殊價值。本文對環(huán)糊精在不同種類紡織品上的應用、在紡織品上可應用于不同的加工方式、在紡織品上不同的作用進行了介紹。

關鍵詞 環(huán)糊精 紡織品 應用

中圖分類號：TS190.2 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2014）10-0001-03

環(huán)糊精作為具有空腔的圓柱形環(huán)狀化合物，其研究早在30年代就開始了，并用實驗證實了環(huán)糊精能形成包埋復合物的事實，但直到二十世紀五十年代環(huán)糊精包合物的研究才趨于成熟，進一步發(fā)現環(huán)糊精在一些反應中還具有催化作用。因此隨著對環(huán)糊精的深入了解，研究者們提出了更多的新見解。對于€%[-環(huán)糊精（€%[-Cyclodextyin），它是由7個葡萄糖分子連續(xù)成的環(huán)狀結構化合物。它在空氣環(huán)境中穩(wěn)定，但在強酸介質中易發(fā)生裂解，容易形成各種穩(wěn)定的水合物，并且沒有進一步的吸濕性；環(huán)糊精有較好的熱穩(wěn)定性，能在醇及水溶液中很好地支持項目：大學生科研訓練項目結晶。由于其具有空腔的特性，可以作為寄主的€%[-環(huán)糊精，其空腔可允許無機、有機分子等分子的進駐結合成主客體包合物，從而使二者的包合物在化學和物理性質上有一定的改變，該包合物具有保護、穩(wěn)定、增溶客體分子和選擇性定向分子的特性，因而環(huán)糊精在食品、環(huán)境、醫(yī)藥、高分子合成、化妝用品、化學檢測等方面都有廣泛的應用。特別是F.Cramer闡明了環(huán)糊精能穩(wěn)定色素的機理，其印染紡織品加工上的應用有了一定的理論基礎，因此在這個基礎上，環(huán)糊精在紡織品上的應用迅速發(fā)展起來。

一、環(huán)糊精在不同紡織品上的應用

環(huán)糊精可以以物理和化學的方式與不同種類的紡織品織物結合，因此環(huán)糊精和有功能性的包合物可以有效的附加到紡織品上，從而增加了紡織品的特殊功效。

1.羊毛織品

羊毛制品在紡織行業(yè)中占的比例非常大，人類對羊毛制品的需求也越來越大，對羊毛制品進行改性，使其具有更多的功能和消除不利保存、具有特殊味道的弊端，才會進一步擴大羊毛的應用前景。利用環(huán)糊精對羊毛進行改性已得到了科學實驗的證明。德國Wacker-Chemie公司推出了一種商品化的€%[-環(huán)糊精衍生物——氯均三嗪，Denter等利用一氯均三嗪作為反應性基團與羊毛纖維發(fā)生共價鍵結合，從而將€%[-環(huán)糊精永久固定在羊毛織物上。對€%[-環(huán)糊精進行磺化改性，使其可與羊毛纖維以離子鍵結合。改性后的磺化€%[-環(huán)糊精可以包合一些香精，從而使羊毛織物隨著磺化€%[-環(huán)糊精量的增加，其香精含量也增加，并且包合后的香精具有緩釋性，使羊毛織物去除了膻味，保持了持久的怡人香味。

2.棉織物

環(huán)糊精也可以應用在棉織品上，雖然環(huán)糊精本身與棉纖維之間沒有反應性，簡單的整理方法是無法使兩者牢固結合的，因此也可以采用改性的環(huán)糊精衍生物（如MCT-B，環(huán)糊精），使用粘合劑或交聯(lián)劑將環(huán)糊精粘附或交聯(lián)在棉織物上。但是使用粘合劑可能導致環(huán)糊精空腔堵塞，影響環(huán)糊精的包合特性，使用量的多少還會影響織物的手感。因此，Martel B等人選擇了幾種交聯(lián)劑，主要是多元羧酸，如檸檬酸（CA），丁烷四羧酸（BTCA），馬來酸（MA），聚馬來酸（PMA）等，使用交聯(lián)劑將環(huán)糊精接枝到棉纖維上，不同的交聯(lián)劑具有不同的特點。

3.人造纖維

環(huán)糊精還可以采用不同的方法和工藝與各種人造纖維結合在一起，賦予這些織物不同的功能和特性。

把環(huán)糊精或其包合物加入到紡絲液中，然后紡絲，制成含環(huán)糊精的纖維，如錦綸芳香纖維的制備。

對于聚酯纖維，可以使用多元羧酸與環(huán)糊精形成的聚合物，把環(huán)糊精纏繞在纖維上。其機理與纖維素纖維免燙整理中樹脂沉積論相似，多元羧酸中含有多個羧基，環(huán)糊精中含有21個羥基，當達到一定的反應條件時，可以發(fā)生聚合反應，形成網狀結構，纏繞在纖維內部或其無定形區(qū)內，而且環(huán)糊精的空間結構較大，可以嵌在纖維的無定形區(qū)中。其環(huán)糊精的固著穩(wěn)定性與反應的條件有關，反應越充分，形成的共聚物分子量越大，其穩(wěn)定性越好。

此外對于聚酯纖維來說，還可以使用超臨界二氧化碳或等離子體方法進行接枝，也可以把環(huán)糊精接枝到聚酯纖維上。

Knittel等將€%[-環(huán)糊精與氯磺酸或對甲苯磺酰氯反應，得到€%[-環(huán)糊精的磺酸鹽或磺酰基衍生物，再用傳統(tǒng)的染色工藝將€%[-環(huán)糊精分別錨固到聚酰胺纖維（PA6，6）和粘膠纖維織物上，然后將織物用8-苯胺基-1-萘磺酸銨（ANS）進行處理。

二、環(huán)糊精應用在紡織品上的不同加工方式

利用環(huán)糊精無毒又可以生物降解，其空腔還能包合化合物的特性，采用合適的工藝如：紡絲法、涂層法、接枝法、鍍金法、染色法、交聯(lián)劑法和溶膠、凝膠法等將主體空腔保持不變的環(huán)糊精以物理或化學方法與織物結合，開發(fā)出具有特種功能的紡織品。

1.環(huán)糊精在涂層和印花中的應用

使用涂層或印花等方法，把環(huán)糊精或其包合物處理到織物的表面。在加工過程中，只要選擇適當的粘合劑，就可以在印花或后整理加工中方便地將環(huán)糊精或環(huán)糊精包合物施加到各種纖維或織物上，如合成纖維、人造纖維或天然纖維，以及各種各樣地紡織品，如床單、枕套、窗簾、桌布、沙發(fā)套等裝飾用品。

2.環(huán)糊精的溶膠、凝膠應用

將環(huán)糊精或其包合物加入到無機烷氧化合物，如硅酸四乙酯制備的溶膠中，整理織物后，隨著溶膠的固化將環(huán)糊精固著到織物上。

3.環(huán)糊精在纖維接枝上的應用

將環(huán)糊精接枝到纖維上的化學方法主要有幾類：第一類，先對環(huán)糊精進行改性，制成帶有活性基團的環(huán)糊精衍生物，然后在適當的條件下與纖維或織物發(fā)生接枝反應，把環(huán)糊精接枝到織物上。第二類，先對纖維或織物進行改性，接枝一些可以與環(huán)糊精反應的基團，然后再與環(huán)糊精反應。第三類，環(huán)糊精、交聯(lián)劑和纖維共浴進行反應，環(huán)糊精通過交聯(lián)劑接枝到纖維上。endprint