论文部分内容阅读
羊毛是一种天然的蛋白质纤维,具有柔软、保暖、轻盈、抗皱、抗静电等优良性能,可广泛的应用于高档的服装面料和家用纺织品。但是羊毛纤维表面包覆一层致密的鳞片层和疏水性的磷脂层,导致羊毛润湿性差、易毡缩变形和滋生细菌,使得羊毛织物在使用上受到很大的限制。因此对羊毛纤维进行改性,提高织物的机可洗性、美观性和穿着舒适性是十分必要的。近年来,利用生物酶对纤维进行接枝改性的研究,获得了国内外学者的的广泛关注。本文首先对辣根过氧化物酶（HRP）催化羊毛织物接枝壳聚糖（CS）反应机理进行研究。以对羟基苯乙酰胺（PHAD）作为羊毛的模型物,用紫外-可见光谱和傅立叶变换红外光谱对壳聚糖和PHAD的接枝聚合产物表征分析。在反应液的紫外-可见光谱中,苯环侧链的特征吸收峰逐渐消失,并向高波长方向移动,说明PHAD的侧链发生了反应,共轭链长度增加;在反应产物的傅立叶变换红外光谱中,在1635 cm-1处出现了C=N和C=C伸缩振动峰,表明了壳聚糖上氨基和PHAD发生了迈克尔加成或席夫碱反应。这些特征吸收峰的变化,都证实壳聚糖上的氨基可以与PHAD发生接枝耦合。然后,用二氯异氰尿酸钠（DCCA）对羊毛织物进行预处理,再利用HRP催化预处理羊毛接枝壳聚糖。通过红外光谱、扫描电镜进一步证明HRP能成功催化羊毛接枝壳聚糖。用Allworden反应、溴酚蓝法、润湿性、毡缩率、抗菌性等测试,对比研究预处理和酶促接枝壳聚糖对羊毛织物性能的影响。实验结果表明:预处理对羊毛鳞片有一定的损伤作用,但能有效的提高壳聚糖的接枝率,接枝壳聚糖的原羊毛织物（unpretreated W-g-CS）的接枝率为4.8%,接枝壳聚糖的预处理羊毛织物（W-g-CS）的接枝率为12.6%;与原羊毛相比,W-g-CS的亲水性、防毡缩性和抗菌性均有明显提高,其在15 s时的接触角为46°,毡缩率降为4.3%,抗菌活性高达99.9%。在上述研究的基础上,利用HRP催化阿魏酸预改性羊毛织物接枝壳聚糖,并对处理后羊毛织物的润湿性、防毡缩效果进行考察。采用拉曼光谱、傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜等测试,证明EDC/NHS能成功将阿魏酸接枝到羊毛纤维表面,并且HRP/H2O2能通过阿魏酸“桥梁”将壳聚糖接枝到羊毛纤维上。用差式扫描量热分析、热重分析、白度、静态接触角、毡缩率、拉伸断裂强力等测试,对比接枝阿魏酸对HRP催化羊毛接枝壳聚糖的促进作用。实验结果表明:与原羊毛和W-g-CS相比,接枝壳聚糖的阿魏酸预改性羊毛织物（W-g-FA-CS）具有更好的润湿性能和防毡缩性能。W-g-FA-CS的润湿时间为21 s,毡缩率减小到3.80%,其拉伸断裂强力和热稳定性均有所提高,白度从79.47减小到76.27。为进一步考察HRP催化羊毛织物接枝不同功能性化合物对其性能的影响。采用HRP/H2O2体系,将聚乙烯亚胺（PEI）分别接枝到预处理羊毛织物和阿魏酸预改性羊毛织物上,用傅立叶变换红外光谱和X光电子能谱对改性后的羊毛纤维进行分析表征。利用差式扫描量热分析、热重分析、白度、毡缩率、拉伸断裂强力等测试比较不同条件处理后羊毛织物的性能变化。实验结果表明:接枝聚乙烯亚胺的阿魏酸预改性羊毛织物（W-g-FA-PEI）的防毡缩性效果最好,毡缩率为4.22%,且强力没有损失,白度和热稳定性略有降低。