《β环糊精PDMS纳米ZnO包合物的制备及其在棉织物上的应用》.doc

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1、近几年来纳米ZnO作为抗菌剂应用在纺织品[1-2]上已屡见不鲜，它对皮肤没有刺激，价格便宜，但纳米ZnO粒子比表面积大且配位不足，由于其极强的表面活性而造成团聚，应用在纺织品上容易失去纳米特性，对纺织品的抗菌性能造成严重影响[3]。PDMS即聚二甲基硅氧烷，构成其主链的-Si-O-Si-的键角和键长大，键能高，应用在纺织品上能使纺织品手感柔软[4]，并且具有一定的防水，抗静电及可缝纫性等诸多特点。β-环糊精是由7个葡萄糖单元通过α-1，4糖苷键连接的环状结构，内部具有疏水性空腔，具有“内疏水，外

2、亲水”的特性，其空腔能够包合疏水性分子。使主客体间发生非极性-非极性结合。本实验采用自制的PDMS-纳米ZnO，该产物在保持ZnO原有性能的基础上，能够改进纳米ZnO的团聚，失去纳米特性以及耐久性差的缺点，同时PDMS能够赋予织物抗皱性等附加性能。由于PDMS-纳米ZnO的极性小,亲水性差，采用β-环糊精进行包合[5-8]制得包合物，PDMS-ZnO疏水性部分进入β-环糊精空腔,取代环糊精空腔内的高能水,降低β-环糊精空腔与水分子的非极性-极性相互作用能量，PDMS-纳米ZnO的疏水基团与β-环

3、糊精疏水空腔有最大的接触[9-10]。同时由于PDMS-纳米ZnO中ZnO由于水合作用导致其被羟基包覆，能够与β-环糊精的羟基形成氢键，增加了包合物的稳定性。将包合物整理到织物上，达到由单一功能纺织品向复合功能纺织品发展的效果。1.2.1β-环糊精PDMS-纳米ZnO包合物的制备取适量β-环糊精，在60℃条件下配成饱和溶液，将饱和溶液在150r/min的条件下搅拌，用丙酮溶解一定量的PDMS-纳米ZnO，按照摩尔比1:1的条件将PDMS-纳米ZnO缓缓滴入β-环糊精饱和溶液中，保温搅拌一定时间，

4、冷却至室温并放入4℃冰箱冷藏24h，使包合物充分析出，过滤，将析出物先后用丙酮和蒸馏水冲洗，干燥，制得β-环糊精与PDMS-纳米ZnO的包合物。1.2.2棉织物整理工艺整理液配方：柠檬酸60-100g/Lβ-环糊精-PDMS-纳米ZnO包合物40g/L次亚磷酸钠40g/L工艺流程：棉织物浸渍整理液15min→超声处理15min→二浸二轧（轧余率100%）→预烘（80℃，3min）→焙烘（140℃，2-4min）→水洗→烘干对比β-环糊精-PDMS-纳米ZnO包合物与β-环糊精二者的红外光谱发现，

5、两者非常相似，一方面是由于PDMS-纳米ZnO作为客体分子所占的比例少，二是由于β-环糊精将PDMS-纳米ZnO包合后，PDMS-纳米ZnO部分嵌入其疏水腔中，使PDMS-纳米ZnO的一些特征峰被覆盖，但仍有一些不同之处，环糊精的某些特征峰向高波数发生了移动2922cm-1→2928cm-1。从β-环糊精的红外谱图上可以看到3300-3550cm-1处为吡喃葡萄糖环上2,3,6位-OH的伸缩振动峰，对照混合物和包合物的红外谱图看，2,3,6位的-OH伸缩振动峰有峰型的变化，保留了-OH的伸缩振动

6、的特征，峰型出现钝化，说明形成了分子内和分子间氢键。对比混合物和包合物的红外谱图可以看出2920cm-1处的反对称伸缩振动峰明显不同，1150cm-1及1180cm-1处为环糊精内腔C-O伸缩振动及C-O-C的伸缩振动峰，都有峰型变化。以上分析证明PDMS-纳米ZnO和β-环糊精的包合过程有包合物生成。按摩尔为1:1取适量的β-环糊精和PDMS-纳米-ZnO，在60℃的条件下研究不同反应时间下对产物包合率的影响。从图2可以看出，在1-6小时内包合率随着时间的延长有所增加，但当包合时间达到7小时后

7、，包合率趋于平衡，当反应超过7h后，产物随着时间的增加不会发生明显的变化。因此包合的反应时间确定为7h。2.4不同条件对包合物整理工艺的影响2.4.1柠檬酸浓度的影响整理液的配制：包合物40g/L,次亚磷酸钠40g/L,不同浓度的柠檬酸。整理工艺如1.2.2所示，焙烘时间为3min。测得不同浓度柠檬酸条件下织物上PDMS-纳米ZnO的含量。从图3可知,织物上PDMS-纳米ZnO含量随着柠檬酸浓度的增加先增加后降低。原因可能是柠檬酸的羧基更容易同棉纤维的羟基发生反应，当柠檬酸的浓度较低时，柠檬酸的

8、三个羧基会与棉纤维的羟基发生酯化反应，形成三酯无法再与β-环糊精-PDMS-纳米ZnO发生反应[11]。随着柠檬酸浓度的升高，柠檬酸与棉织物和包合物的反应达到最大值。当柠檬酸浓度继续升高时，柠檬酸会形成环形酸酐，失去了与织物和包合物的反应能力,导致织物上PDMS-纳米ZnO含量降低。所以柠檬酸浓度取80ｇ/L为宜。2.4.2焙烘时间的影响整理液的配制：包合物40g/L,次亚磷酸钠40g/L,柠檬酸80g/L。整理工艺如1.2.2所示，焙烘时间为从1min到6min。测得不同焙烘时间下织物上PDM