基于β-环糊精包合作用的环保防蚊面料制备

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蚊子不但叮咬人类,而且传播疟疾、乙型脑炎、登革热等疾病,对人类健康造成严重危害。因此,开发防蚊面料对预防蚊子传播疾病有重要意义。目前防蚊面料多用避蚊胺、除虫菊酯等为驱避剂制备,但合成驱避剂对人体和环境均有一定危害。针对以上问题,本课题利用β-环糊精(β-CD)能包合有机客体分子、赋予客体分子缓释性的特点,以三聚氯氰和β-CD为原料合成一氯均三嗪-β-环糊精(MCT-β-CD),将MCT-β-CD接枝纯棉织物;利用1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)为交联剂将β-CD接枝真丝织物,然后装载天然香茅精油和薰衣草精油,并赋予其良好的驱蚊效果。研究结果表明:通过考查MCT-β-CD的产率和对棉织物的接枝率,确定较佳合成工艺:三聚氯氰与β-CD摩尔比为3:1,反应体积80mL,反应时间9h。紫外光谱和红外光谱表明一氯均三嗪基团已成功连接到β-CD母体上。核磁共振氢谱表明二氯均三嗪钠盐主要与β-CD碳六位的羟基反应,电喷雾质谱表明MCT-β-CD平均取代度为1.43,单、双、三取代比例约为为1:1.4:0.8。通过考查MCT-β-CD对棉织物的接枝率,确定较佳接枝工艺:MCT-β-CD浓度120g/L,碳酸钠浓度30g/L,焙烘条件150℃×5min。棉织物接枝率可达5.48%,接枝后棉织物上的β-CD仍具备良好的包合性,随着棉织物接枝率增加包合能力逐渐增大。DSC测试结果表明MCT-β-CD和棉纤维发生共价键结合;SEM可以观测到纤维表面的MCT-β-CD。接枝棉织物活性染料染色性能研究结果表明,接枝MCT-β-CD后染色,织物的K/S值明显下降;若染色后接枝MCT-β-CD,织物的K/S值略有增加,但接枝率略有降低。分别以香茅精油、薰衣草精油为驱避剂对接枝MCT-β-CD后的棉织物进行整理,结果表明接枝MCT-β-CD的棉织物具有良好的驱蚊效果,放置8天后对淡色库蚊仍分别保持70%、60%以上的驱避率。通过考查β-CD接枝真丝织物的增重率,确定较佳接枝工艺为:BTCA和β-CD浓度均为100g/L,次亚磷酸钠浓度为40g/L,焙烘条件170℃×3min或180℃×2min,真丝织物增重率可达18.43%。FT-IR和SEM表明β-CD已成功接枝到真丝织物。β-CD接枝后真丝织物,阳离子染料染色的K/S值明显提高,而酸性染料和活性染料染色的K/S值明显下降,若采用酸性染料、活性染料染色后接枝,真丝织物织物K/S值略有提高,但增重率小幅降低。分别以香茅精油、薰衣草精油为驱避剂对接枝β-CD后真丝织物进行整理,结果表明β-CD真丝织物具有良好的驱蚊效果,放置7天后对淡色库蚊仍分别保持75%、70%以上的驱避率。
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