CN105297440B - 一种对蚕丝接枝改性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织领域，公开了一种对蚕丝接枝改性的方法，以4‑二甲氨基吡啶为催化剂，以碳二亚胺为缩合剂，活化含有羧基的聚合物，然后与蚕丝的氨基反应，将聚合物结合到蚕丝上。采用碳二亚胺为缩合试剂，活化羧基后与蚕丝的氨基反应，形成酰胺键，反应条件温和，且不同于传统的物理吸附改性，制得的改性蚕丝具有蓬松度高，耐久性好，耐磨度强，牢度高，不容易在使用中损失等优点。

Description

一种对蚕丝接枝改性的方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种对蚕丝接枝改性的方法。
背景技术
蚕丝是一种高档的纺织原料，它的性能优良，被誉为“纤维皇后”。由于天然蚕丝原料紧缺，致使蚕丝织物价格昂贵。蚕丝用作家纺中被芯的填充具有冬暖夏凉，护肤保健等功效，但是蚕丝被胎存在长期使用易板结和耐磨性耐久性不足的缺点。因此寻找有效改善蚕丝易板结特性的方法，提高蚕丝的耐磨性耐久度，成为人们关注的焦点。
发明内容
本发明针对现有技术中蚕丝易板结，耐磨性持久度差的缺点，提供了一种对蚕丝接枝改性的方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种对蚕丝接枝改性的方法，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，以碳二亚胺为缩合剂，活化含有羧基的聚合物，然后与蚕丝的氨基反应，将聚合物结合到蚕丝上。碳二亚胺类缩合试剂，主要用于活化羧基，促进酰胺或酯的生成，整个反应条件温和，高效，副产物少。
作为优选，一种对蚕丝接枝改性的方法，包括如下步骤：
步骤A：将含有羧基的聚合物溶解于溶剂中，配成浓度为25～100g/L的溶液，加入相当于聚合物干重2～5％的4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应1～2小时；
步骤B：将相当于聚合物羧基摩尔量0.8～1.2倍摩尔量的碳二亚胺溶解于溶剂中，配置成50～100g/L的溶液，将蚕丝浸没入液面下，浴比1:10～1:22，室温下搅拌反应1～2小时；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应20～30小时，得改性蚕丝。
将含有催化剂的溶液和反应底物的溶液分开配制，之后向底物中加入催化剂，催化剂催化碳二亚胺活化羧基，被活化的羧基在与氨基反应，形成酰胺键，蚕丝与聚合物通过酰胺键结合到一起。反应温和高效，不同于传统蚕丝改性中采用吸附等物理结合的方法，聚合物与蚕丝通过酰胺键结合，化学结合牢固。由于聚合物具有较长较大的侧链基团，极大的提高了蚕丝的蓬松度和保暖性；同时，通过化学结合聚合物，减少蚕丝蛋白的摩擦，提高了蚕丝的耐磨性和持久度。
作为优选，碳二亚胺为N,Nˊ-二环己基碳二亚胺或N,N'-二异丙基碳二亚胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。
作为优选，步骤A和步骤B的溶剂为四氢呋喃或甲苯或二甲基亚砜中的任一种或混合物。
作为优选，步骤C之后还包括后处理步骤，将步骤C中的蚕丝分别用乙醇和水冲洗，之后35～65℃真空干燥8～24小时。采用乙醇和水分别冲洗改性蚕丝，彻底冲走残留的化学试剂，避免化学试剂对皮肤造成刺激。
作为优选，步骤A之前还包括前处理步骤，待改性蚕丝先进行脱胶处理，然后分别用乙醇和水冲洗，之后35～65℃干燥8～24小时。丝胶是一种包络在蚕丝外层的蛋白，占蚕丝四分之一以上，丝胶蛋白不同于丝素蛋白，为球状蛋白，氨基酸组成复杂，对湿热易变性，因此，需要除去丝胶蛋白提高蚕丝的耐久性。
作为优选，前处理步骤中，脱胶处理采用皂碱法脱胶处理，碱液pH值为9-10.5。温和碱性条件下，有助于丝胶蛋白肽键断裂，丝胶蛋白水解效率高。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用本发明制得的改性蚕丝，由于聚合物与蚕丝通过化学酰胺键结合，结合牢固度高，蚕丝的蓬松度、耐磨性、耐久性、牢度等指标均高于普通蚕丝，可以广泛应用服装，家纺或特种服饰领域。
附图说明
图1是未经过改性接枝处理的蚕丝的显微照片；
图2是经过改性接枝处理后的蚕丝的显微照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种对蚕丝接枝改性的方法，包括如下步骤：
前处理步骤：将待改性蚕丝先进行脱胶处理，然后分别用乙醇和水冲洗2次，之后55℃恒温干燥12小时。其中，脱胶方法采用皂碱法，碱液pH值为10；
步骤A：以四氢呋喃为溶剂，以1g聚N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸聚合物为溶质，配成50g/L的溶液0.02L，加入0.02g催化剂4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应1h；
步骤B：以四氢呋喃为溶剂，以0.1g的N,Nˊ-二环己基碳二亚胺为溶质，配成50g/L的溶液，将2g经过前处理步骤的蚕丝浸没入液面，溶浴比为1:10，室温下搅拌反应1h；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应24h，得改性蚕丝；
后处理步骤：将步骤C中的蚕丝分别用乙醇和水冲洗2次，之后置于50℃真空干燥12h。
实施例2
一种对蚕丝接枝改性的方法，包括如下步骤：
前处理步骤：将待改性蚕丝先进行脱胶处理，然后分别用乙醇和水冲洗3次，之后35℃恒温干燥24小时。其中，脱胶方法采用皂碱法，碱液pH值为9.5；
步骤A：以甲苯为溶剂，以0.5g PMEO2MA-b-PAA聚合物为溶质，配成50g/L的溶液0.01L，加入0.02g催化剂4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应1.5h；
步骤B：以甲苯为溶剂，以0.2g的N,Nˊ-二环己基碳二亚胺为溶质，配成50g/L的溶液，将1g经过前处理步骤的蚕丝浸没入液面，溶浴比为1:14，室温下搅拌反应1.5h；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应20h，得改性蚕丝；
后处理步骤：将步骤C中的蚕丝分别用乙醇和水冲洗3次，之后置于35℃真空干燥24h。
实施例3
一种对蚕丝接枝改性的方法，包括如下步骤：
前处理步骤：将待改性蚕丝先进行脱胶处理，然后依次用乙醇、水、乙醇和水分4次冲洗，之后45℃恒温干燥18小时。其中，脱胶方法采用皂碱法，碱液pH值为10.5；
步骤A：以四氢呋喃为溶剂，以0.5g PMEO2MA-b-PAA聚合物为溶质，配成25g/L的溶液0.02L，加入0.01g催化剂4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应2h；
步骤B：以四氢呋喃为溶剂，以0.2g的N,N'-二异丙基碳二亚胺为溶质，配成100g/L的溶液0.002L，将1g经过前处理步骤的蚕丝浸没入液面，溶浴比为1:22，室温下搅拌反应2h；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应27h，得改性蚕丝；
后处理步骤：将步骤C中的蚕丝分别用乙醇和水冲洗2次，之后置于65℃真空干燥8h。
实施例4
一种对蚕丝接枝改性的方法，包括如下步骤：
前处理步骤：将待改性蚕丝先进行脱胶处理，然后分别用乙醇和水冲洗3次，之后65℃恒温干燥8小时。其中，脱胶方法采用皂碱法，碱液pH值为9；
步骤A：以二甲基亚砜为溶剂，以0.4g PMEO2MA-b-PAA聚合物为溶质，配成100g/L的溶液0.005L，加入0.01g催化剂4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应1.5h；
步骤B：以二甲基亚砜为溶剂，以0.1g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐为溶质，配成50g/L的溶液0.002L，将0.5g经过前处理步骤的蚕丝浸没入液面，溶浴比为1:14，室温下搅拌反应1.5h；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应30h，得改性蚕丝；
后处理步骤：将步骤C中的蚕丝依次用乙醇、水、乙醇和水分为4次冲洗，之后置于45℃真空干燥18h。
实施例5
对实施例1-4制得的蚕丝和未改性蚕丝进行检测，检测结果如下表。
25℃接触角(pH＝6) 40℃接触角(pH＝6) 40℃接触角(pH＝12)
实施例1制得的蚕丝 88° 131° 90°
实施例2制得的蚕丝 96° 128° 95°
实施例3制得的蚕丝 99° 129° 100°
实施例4制得的蚕丝 102° 130° 101°
未改性处理的蚕丝 118° 119° 118°
接触角小表示蚕丝亲水，接触角大表示蚕丝疏水。通过上述检测结果可知，未经改性处理的蚕丝接触角随温度变化较小，改性后的蚕丝接触角随温度、pH值变化而变化，即改性的蚕丝可以通过调节温度调节蚕丝的亲疏水性。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种对蚕丝接枝改性的方法，其特征在于，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，以碳二亚胺为缩合剂，活化含有羧基的聚合物，然后与蚕丝的氨基反应，将聚合物结合到蚕丝上；
具体包括如下步骤：
步骤A：将含有羧基的聚合物溶解于溶剂中，配成浓度为25～100g/L的溶液，加入相当于聚合物干重2～5％的4-二甲氨基吡啶，室温下搅拌反应1～2小时；
步骤B：将相当于聚合物羧基摩尔量0.8～1.2倍摩尔量的碳二亚胺溶解于溶剂中，配置成50～100g/L的溶液，将蚕丝浸没入液面下，浴比1:10～1:22，室温下搅拌反应1～2小时；
步骤C：将步骤A中制得的溶液倒入步骤B的容器中，室温下搅拌反应20～30小时，得改性蚕丝。
2.根据权利要求1所述的一种对蚕丝接枝改性的方法，其特征在于：碳二亚胺为N,N'-二环己基碳二亚胺或N,N'-二异丙基碳二亚胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。
3.根据权利要求2所述的一种对蚕丝接枝改性的方法，其特征在于：步骤A和步骤B的溶剂为四氢呋喃或甲苯或二甲基亚砜中的任一种或混合物。
4.根据权利要求1所述的一种对蚕丝接枝改性的方法，其特征在于：步骤C之后还包括后处理步骤，将步骤C中的蚕丝分别用乙醇和水冲洗，之后35～65℃真空干燥8～24小时。
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