環糊精在紡織品上的應用

任達鑫+孫長兵+羅健

摘 要 環糊精分子形狀類似于圓柱形環狀結構，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

環糊精作為具有空腔的圓柱形環狀化合物，其研究早在30年代就開始了，并用實驗證實了環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糊精包合物的研究才趨于成熟，進一步發現環糊精在一些反應中還具有催化作用。因此隨著對環糊精的深入了解，研究者們提出了更多的新見解。對于€%[-環糊精（€%[-Cyclodextyin），它是由7個葡萄糖分子連續成的環狀結構化合物。它在空氣環境中穩定，但在強酸介質中易發生裂解，容易形成各種穩定的水合物，并且沒有進一步的吸濕性；環糊精有較好的熱穩定性，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、穩定、增溶客體分子和選擇性定向分子的特性，因而環糊精在食品、環境、醫藥、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闡明了環糊精能穩定色素的機理，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，環糊精在紡織品上的應用迅速發展起來。

一、環糊精在不同紡織品上的應用

環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生共價鍵結合，從而將€%[-環糊精永久固定在羊毛織物上。對€%[-環糊精進行磺化改性，使其可與羊毛纖維以離子鍵結合。改性后的磺化€%[-環糊精可以包合一些香精，從而使羊毛織物隨著磺化€%[-環糊精量的增加，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

環糊精也可以應用在棉織品上，雖然環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糊精衍生物（如MCT-B，環糊精），使用粘合劑或交聯劑將環糊精粘附或交聯在棉織物上。但是使用粘合劑可能導致環糊精空腔堵塞，影響環糊精的包合特性，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，使用交聯劑將環糊精接枝到棉纖維上，不同的交聯劑具有不同的特點。

3.人造纖維

環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。

把環糊精或其包合物加入到紡絲液中，然后紡絲，制成含環糊精的纖維，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糊精形成的聚合物，把環糊精纏繞在纖維上。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，環糊精中含有21個羥基，當達到一定的反應條件時，可以發生聚合反應，形成網狀結構，纏繞在纖維內部或其無定形區內，而且環糊精的空間結構較大，可以嵌在纖維的無定形區中。其環糊精的固著穩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，也可以把環糊精接枝到聚酯纖維上。

Knittel等將€%[-環糊精與氯磺酸或對甲苯磺酰氯反應，得到€%[-環糊精的磺酸鹽或磺酰基衍生物，再用傳統的染色工藝將€%[-環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、環糊精應用在紡織品上的不同加工方式

利用環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、交聯劑法和溶膠、凝膠法等將主體空腔保持不變的環糊精以物理或化學方法與織物結合，開發出具有特種功能的紡織品。

1.環糊精在涂層和印花中的應用

使用涂層或印花等方法，把環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糊精或環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、沙發套等裝飾用品。

2.環糊精的溶膠、凝膠應用

將環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糊精固著到織物上。

3.環糊精在纖維接枝上的應用

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