多種動(dòng)植物蛋白-滌綸復(fù)合面料的制備及性能研究.pdf

1、滌綸是我國聚酯纖維的商品名稱，是指含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯組分大于85%的合成纖維。聚酯纖維雖然問世較晚，但其擁有一系列優(yōu)良的力學(xué)性能，能夠“洗可穿”，具有突出的服用性能。但作為服用紡織品，滌綸纖維親水性、導(dǎo)濕性差，生物相容性低，與人體皮膚的親和性差；而大豆蛋白、蠶絲蛋白具有良好的生物相容性和保健功能，親膚性好，若將具有良好生物相容性的蛋白接枝到滌綸織物上預(yù)期能得到親膚性和力學(xué)性能都較好的高功能滌綸面料。但由于滌綸纖維的大分子結(jié)構(gòu)上缺少可反

2、應(yīng)基團(tuán)，也使利用交聯(lián)劑在滌綸表面接枝功能性化合物變得非常困難。因此，本文研究了一種稀硝酸逐漸濃縮對(duì)滌綸進(jìn)行硝化還原改性賦予滌綸纖維可反應(yīng)氨基的工藝：首先用稀硝酸溶液浸漬滌綸織物，浸漬了稀硝酸的滌綸織物在加熱過程中稀硝酸逐漸濃縮，將聚酯大分子硝化引入硝基，然后在硫化鈉溶液中還原成氨基賦予滌綸纖維可反應(yīng)基團(tuán)。并利用自主合成的交聯(lián)劑-蔗糖縮水甘油醚，將大豆蛋白接枝到滌綸表面；利用環(huán)氧氯丙烷改性蠶蛹蛋白和絲膠蛋白后，將蠶蛹蛋白及絲膠蛋白接枝到滌

3、綸表面，制備出了既具有良好生物相容性又保持突出機(jī)械性能的蛋白/滌綸面料。
　　本文研究內(nèi)容主要包括滌綸織物的硝化還原改性工藝；大豆蛋白、蠶蛹蛋白及絲膠蛋白的提取工藝和整理工藝；蔗糖縮水甘油醚交聯(lián)劑的合成工藝；接枝大豆蛋白、蠶蛹蛋白及絲膠蛋白的接枝工藝以及對(duì)三種蛋白/滌綸復(fù)合面料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試。研究結(jié)果表明：
　?。?）滌綸織物硝化還原的最佳改性工藝：稀硝酸濃度20 g/L，浸泡時(shí)間10 min，浴比1:30，焙烘溫度

4、70℃，焙烘時(shí)間30 min；硫化鈉25 g/L，碳酸鈉20 g/L，還原溫度98℃，還原時(shí)間30 min。在該工藝條件下，硝化還原整理后的滌綸織物水接觸角降為0°，且有足夠的可反應(yīng)基團(tuán)。掃描電鏡觀察顯示處理后的滌綸纖維表面未受明顯損傷；反射紅外光譜和X-射線光電子能譜分析均表明滌綸大分子鏈上被賦予了氨基；X-射線衍射分析表明硝化還原滌綸纖維的主體結(jié)構(gòu)幾乎沒有受到影響；熱重分析表明硝化還原滌綸纖維的熱穩(wěn)定性幾乎沒有變化，保持較好。且硝化

5、還原滌綸織物的折皺彈性、斷裂強(qiáng)力和伸長均保持良好。
　?。?）使用自制交聯(lián)劑-蔗糖縮水甘油醚，在110℃焙烘條件下將大豆蛋白接枝在硝化還原滌綸纖維上，制備出了既具有親膚性又擁有親水性的大豆蛋白/滌綸織物。在大豆蛋白接枝率低于3.48%以下時(shí)，水滴接觸角在10 s內(nèi)能降到40°以下；大豆蛋白/滌綸織物擁有良好的耐洗性能，洗滌30次后，仍有82.01%的蛋白保留；掃描電鏡觀察顯示接枝大豆蛋白后滌綸纖維表面有覆蓋一層較均勻的蛋白物質(zhì)；反

6、射紅外光譜和X-射線光電子能譜分析表明大豆蛋白/滌綸纖維表面含有酰胺和氨基基團(tuán)；X-射線衍射分析表明接枝大豆蛋白滌綸纖維結(jié)晶結(jié)構(gòu)保持良好；熱失重分析表明接枝大豆蛋白滌綸織物熱穩(wěn)定性保持良好；接枝大豆蛋白后的滌綸織物抗皺性保持較好，斷裂強(qiáng)力有所提高，在大豆蛋白接枝率低于2.44%時(shí)，織物手感仍保持較好。
　?。?）在弱堿性條件下，蠶蛹蛋白通過接枝環(huán)氧氯丙烷賦予其活性基團(tuán)，然后將含環(huán)氧基的蠶蛹蛋白接枝到硝化還原滌綸織物表面，可制備出具

7、有良好生物相容性的蠶蛹蛋白/滌綸織物。接枝蠶蛹蛋白的滌綸織物耐洗牢度高，經(jīng)60次洗滌后，仍有79.2%的蠶蛹蛋白保留。蠶蛹蛋白/滌綸織物的親水性、親膚性都得到較大改善，同時(shí)，其挺括度、透氣性都保持較好，斷裂強(qiáng)力隨著蠶蛹蛋白增重率的增加而增加。通過掃描電鏡觀察顯示接枝蠶蛹蛋白后，滌綸纖維表面有一層物質(zhì)覆蓋，纖維間隙也有部分物質(zhì)交聯(lián)；反射紅外光譜顯示接枝蠶蛹蛋白后的滌綸纖維上出現(xiàn)了酰胺基團(tuán)，X-射線光電子能譜分析顯示蠶蛹蛋白/滌綸纖維表面氮

8、元素有大幅度增加；熱重分析表明接枝蠶蛹蛋白后的滌綸織物熱穩(wěn)定性保持良好，但差示掃描量熱分析表明接枝蠶蛹蛋白后滌綸織物熔解過程更長，在熔解過程中吸熱量減小，表明其結(jié)晶度有所降低。細(xì)胞增殖測(cè)試表明接枝蠶蛹蛋白后滌綸織物上細(xì)胞增殖量比純滌綸的細(xì)胞增殖量高139%。
　　（4）在弱堿性條件下，用環(huán)氧氯丙烷對(duì)絲膠蛋白進(jìn)行接枝處理，然后在110℃高溫焙烘條件下可將含環(huán)氧基的絲膠蛋白牢固地接枝到硝化還原滌綸纖維上，洗滌60次后，有77.65%絲

9、膠蛋白保留。通過掃描電鏡可以觀察到接枝絲膠蛋白后滌綸纖維表面覆蓋有一層蛋白物質(zhì)，纖維部分間隙也有蛋白物質(zhì)交聯(lián)；X-射線衍射分析表明絲膠蛋白/滌綸纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化；紅外光譜曲線上出現(xiàn)了蛋白質(zhì)的特征吸收峰表明絲膠蛋白已被接枝到了滌綸纖維上；X-射線光電子能譜分析表明接枝絲膠蛋白后滌綸纖維上出現(xiàn)了新的氮元素；差示掃描量熱分析和熱重分析表明滌綸纖維的熱性能保持良好；絲膠蛋白/滌綸復(fù)合面料的斷裂強(qiáng)度、折皺彈性、硬挺度等機(jī)械性能保持良好，且