CN110004722A - 一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法 - Google Patents

一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法，属于棉织物染整加工技术领域。利用漆酶催化多巴胺与2，2‑双(3‑氨基，4‑羟基苯基)六氟丙烷(Bis‑AP‑AF)发生共聚，生成一种既具有超强黏附作用，又具有疏水性的共聚物，并沉积于棉织物表面。由于聚多巴胺的超强黏附性，使得共聚物在棉织物表面具有很好的牢度。另外，共聚物中的含氟基团赋予处理后的织物疏水性能。本发明作为一种生物酶催化的方法具有能耗低、处理工艺安全环保的优点，并且整理后的织物疏水性好，耐洗性高。

Description

一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法
技术领域
一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法，属于棉织物染整加工技术领域。
背景技术
棉纤维作为一种天然可再生资源，具有良好的亲水性和穿着舒适性，在纺织服装领域广泛应用。近年来，随着社会的发展，对功能性纺织品的需求巨大，如拒水拒油、防紫外线、阻燃等。棉织物的疏水改性，是纺织品功能整理的研究热点之一。
2007年，Messersmith等发现多巴胺(dopamine,DA)可以在氧气作用下发生自聚，生成聚多巴胺(polydopamine,PDA)。聚多巴胺具有超强的黏附作用，并且对基底几乎无选择性，能够在各种无机及有机高分子材料表面黏附。另外，聚多巴胺中含有大量反应性高的酚羟基、氨基和苯醌基团等，可进一步接枝功能性化合物。利用多巴胺及聚多巴胺的以上特性，可在材料表面制备得到结合牢度高的功能性涂层。
近年来由于生物酶催化具有条件温和、加工过程对纤维损伤小、对环境污染小等优点，利用酶催化法替代传统的化学法，用于纤维改性被广泛关注。漆酶是一种氧化还原酶，可以催化多种不同类型的底物发生聚合，如多酚类、多胺类等。利用漆酶在酸性条件下催化多巴胺氧化聚合，与传统碱性条件下的自聚合相比，酶催化多巴胺聚合的氧化速率比传统碱性条件下多巴胺的聚合更高，可以更加高效的得到聚多巴胺涂层。
本发明建立一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法。利用漆酶催化多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷(Bis-AP-AF)发生共聚，生成一种既具有超强黏附作用，又具有疏水性的共聚物，并沉积于棉织物表面。由于聚多巴胺的超强黏附性，使得共聚物在棉织物表面具有很好的牢度。另外，共聚物中的含氟基团赋予处理后的织物疏水性能。
目前，已有一些研究利用多巴胺在织物表面形成聚多巴胺涂层，赋予织物新的性能。如陈威等利用多巴胺对涤/棉混纺织物进行改性，增加其表面反应活性，然后利用层层自组装技术在聚多巴胺涂层上固定阻燃整理剂，结果表明多巴胺改性涤/棉混纺织物有利于后续阻燃整理。何雪梅等利用多巴胺和双醛壳聚糖对羊毛织物进行处理，然后通过2，3-环氧丙基三甲基氯化铵进行功能化改性，改性后的羊毛织物具有更好的吸附染料性能。关晋平等利用多巴胺处理蚕丝织物，在织物表面引入氨基、酚羟基等官能团，以此作为二次反应平台螯合金属离子，赋予了织物一定的阻燃性能和防紫外线性能。这些方法与本发明提出的利用漆酶催化多巴胺和Bis-AP-AF共聚，生成一种既具有超强黏附作用，又具有疏水性的共聚物，赋予织物耐久疏水性的思路完全不同。
发明内容
本发明利用漆酶催化多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷(Bis-AP-AF)发生共聚，生成一种既具有超强黏附作用，又具有疏水性的共聚物，并沉积于棉织物表面，赋予织物耐久的疏水性能。
具体工艺及步骤如下：
将2.0～10.0mg/mL Bis-AP-AF，1.0～5.0mg/mL多巴胺，0.1～1.0mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5.0～6.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：10～50)，在30～50℃下通空气水浴恒温振荡反应3～24h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性疏水棉织物。
一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法，特点是适合处理的棉织物包括棉机织物或棉针织物；应用的漆酶包括了动物、植物或微生物来源的酶品种。
本发明的有益效果：
本发明通过漆酶催化多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷共聚，并自沉积黏附于棉织物表面，利用含氟基团的疏水性，赋予织物优良、持久的疏水性能。本发明具有以下优点：
(1)漆酶催化多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷共聚是一种生物方法具有能耗低、处理工艺安全环保的优点，避免了化学法反应条件苛刻、易造成环境污染的缺点；
(2)多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷共聚物具有和聚多巴胺类似的超强黏附作用，能自沉积在织物表面，并具有很高的牢度，使得制得的改性棉织物具有耐久疏水性；
(3)酶催化效率高，利用漆酶作为多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷的共聚催化剂，催化效率高，酶制剂用量少。
具体实施方式
实施例1
试样品种：纯棉府绸面料。
不同试样的制备条件如下：
(1)单独多巴胺聚合改性棉织物
将5mg/mLBis-AP-AF，2mg/mL多巴胺，0.5mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：20)，在40℃下通空气水浴恒温振荡反应12h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到单独多巴胺聚合改性纯棉府绸织物。
(2)单独Bis-AP-AF聚合改性棉织物
将2mg/mL多巴胺，0.5mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：20)，在40℃下通空气水浴恒温振荡反应12h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到单独Bis-AP-AF聚合改性纯棉府绸织物。
(3)多巴胺/Bis-AP-AF共聚合改性棉织物
将5mg/mLBis-AP-AF，0.5mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：20)，在40℃下通空气水浴恒温振荡反应12h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性纯棉府绸织物。
试样1：未经处理纯棉府绸面料；
试样2：单独多巴胺聚合改性纯棉府绸织物；
试样3：单独Bis-AP-AF聚合改性纯棉府绸织物；
试样4：多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性纯棉府绸织物。
经上述工艺处理后，试样1、试样2、试样3均无疏水性，与水滴接触后立即润湿；试样4具有疏水性，与水滴接触十分钟后，水接触角达到104°，室温水洗10次后，织物的水接触角仍达到90°，具有良好的疏水性及牢度。
实施例2
试样品种：纯棉卡其面料。
不同试样的制备条件如下：
(1)单独多巴胺聚合改性棉织物
将5mg/mL多巴胺，1.0mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：30)，在50℃下通空气水浴恒温振荡反应6h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到单独多巴胺聚合改性纯棉府绸织物。
(2)单独Bis-AP-AF聚合改性棉织物
将10mg/mL Bis-AP-AF，1.0mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：30)，在50℃下通空气水浴恒温振荡反应6h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到单独Bis-AP-AF聚合改性纯棉府绸织物。
(3)多巴胺/Bis-AP-AF共聚合改性棉织物
将10mg/mLBis-AP-AF，5mg/mL多巴胺，1.0mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：30)，在50℃下通空气水浴恒温振荡反应6h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性纯棉府绸织物。
试样1：未经处理纯棉府绸面料；
试样2：单独多巴胺聚合改性纯棉府绸织物；
试样3：单独Bis-AP-AF聚合改性纯棉府绸织物；
试样4：多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性纯棉府绸织物。
经上述工艺处理后，试样1、试样2、试样3均无疏水性，与水滴接触后立即润湿；试样4具有疏水性，与水滴接触十分钟后，水接触角达到120°，室温水洗10次后，织物的水接触角仍达到100°，具有良好的疏水性及牢度。

Claims (4)

1.一种多巴胺和疏水化合物共聚的疏水棉织物的制备方法，属于棉织物染整加工技术领域；利用漆酶催化多巴胺与2，2-双(3-氨基，4-羟基苯基)六氟丙烷(Bis-AP-AF)发生共聚，生成一种既具有超强黏附作用，又具有疏水性的共聚物，并沉积于棉织物表面，赋予织物耐久的疏水性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体步骤如下：
将2.0～10.0mg/mL Bis-AP-AF，1.0～5.0mg/mL多巴胺，0.1～1.0mg/mL漆酶(酶活0.5U/mg)加入pH 5.0～6.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，再加入棉织物(浴比1：10～50)，在30～50℃下通空气水浴恒温振荡反应3～24h，结束后取出用水充分洗涤，并于60℃烘干，得到多巴胺/Bis-AP-AF共聚改性疏水棉织物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于适合处理的棉织物包括棉机织物或棉针织物。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述漆酶可来源于动物、植物或微生物。
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