环糊精在纺织品上的应用

任达鑫+孙长兵+罗健

摘 要 环糊精分子形状类似于圆柱形环状结构，其构型含有一个具有一定体积的疏水性内腔，这个疏水性内腔可以储存气体和非极性的有机物质。因此环糊精的特殊结构使它的应用非常广泛，特别是在纺织上的应用体现了它的特殊价值。本文对环糊精在不同种类纺织品上的应用、在纺织品上可应用于不同的加工方式、在纺织品上不同的作用进行了介绍。

关键词 环糊精 纺织品 应用

中图分类号：TS190.2 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）10-0001-03

环糊精作为具有空腔的圆柱形环状化合物，其研究早在30年代就开始了，并用实验证实了环糊精能形成包埋复合物的事实，但直到二十世纪五十年代环糊精包合物的研究才趋于成熟，进一步发现环糊精在一些反应中还具有催化作用。因此随着对环糊精的深入了解，研究者们提出了更多的新见解。对于€%[-环糊精（€%[-Cyclodextyin），它是由7个葡萄糖分子连续成的环状结构化合物。它在空气环境中稳定，但在强酸介质中易发生裂解，容易形成各种稳定的水合物，并且没有进一步的吸湿性；环糊精有较好的热稳定性，能在醇及水溶液中很好地支持项目：大学生科研训练项目结晶。由于其具有空腔的特性，可以作为寄主的€%[-环糊精，其空腔可允许无机、有机分子等分子的进驻结合成主客体包合物，从而使二者的包合物在化学和物理性质上有一定的改变，该包合物具有保护、稳定、增溶客体分子和选择性定向分子的特性，因而环糊精在食品、环境、医药、高分子合成、化妆用品、化学检测等方面都有广泛的应用。特别是F.Cramer阐明了环糊精能稳定色素的机理，其印染纺织品加工上的应用有了一定的理论基础，因此在这个基础上，环糊精在纺织品上的应用迅速发展起来。

一、环糊精在不同纺织品上的应用

环糊精可以以物理和化学的方式与不同种类的纺织品织物结合，因此环糊精和有功能性的包合物可以有效的附加到纺织品上，从而增加了纺织品的特殊功效。

1.羊毛织品

羊毛制品在纺织行业中占的比例非常大，人类对羊毛制品的需求也越来越大，对羊毛制品进行改性，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，才会进一步扩大羊毛的应用前景。利用环糊精对羊毛进行改性已得到了科学实验的证明。德国Wacker-Chemie公司推出了一种商品化的€%[-环糊精衍生物——氯均三嗪，Denter等利用一氯均三嗪作为反应性基团与羊毛纤维发生共价键结合，从而将€%[-环糊精永久固定在羊毛织物上。对€%[-环糊精进行磺化改性，使其可与羊毛纤维以离子键结合。改性后的磺化€%[-环糊精可以包合一些香精，从而使羊毛织物随着磺化€%[-环糊精量的增加，其香精含量也增加，并且包合后的香精具有缓释性，使羊毛织物去除了膻味，保持了持久的怡人香味。

2.棉织物

环糊精也可以应用在棉织品上，虽然环糊精本身与棉纤维之间没有反应性，简单的整理方法是无法使两者牢固结合的，因此也可以采用改性的环糊精衍生物（如MCT-B，环糊精），使用粘合剂或交联剂将环糊精粘附或交联在棉织物上。但是使用粘合剂可能导致环糊精空腔堵塞，影响环糊精的包合特性，使用量的多少还会影响织物的手感。因此，Martel B等人选择了几种交联剂，主要是多元羧酸，如柠檬酸（CA），丁烷四羧酸（BTCA），马来酸（MA），聚马来酸（PMA）等，使用交联剂将环糊精接枝到棉纤维上，不同的交联剂具有不同的特点。

3.人造纤维

环糊精还可以采用不同的方法和工艺与各种人造纤维结合在一起，赋予这些织物不同的功能和特性。

把环糊精或其包合物加入到纺丝液中，然后纺丝，制成含环糊精的纤维，如锦纶芳香纤维的制备。

对于聚酯纤维，可以使用多元羧酸与环糊精形成的聚合物，把环糊精缠绕在纤维上。其机理与纤维素纤维免烫整理中树脂沉积论相似，多元羧酸中含有多个羧基，环糊精中含有21个羟基，当达到一定的反应条件时，可以发生聚合反应，形成网状结构，缠绕在纤维内部或其无定形区内，而且环糊精的空间结构较大，可以嵌在纤维的无定形区中。其环糊精的固着稳定性与反应的条件有关，反应越充分，形成的共聚物分子量越大，其稳定性越好。

此外对于聚酯纤维来说，还可以使用超临界二氧化碳或等离子体方法进行接枝，也可以把环糊精接枝到聚酯纤维上。

Knittel等将€%[-环糊精与氯磺酸或对甲苯磺酰氯反应，得到€%[-环糊精的磺酸盐或磺酰基衍生物，再用传统的染色工艺将€%[-环糊精分别锚固到聚酰胺纤维（PA6，6）和粘胶纤维织物上，然后将织物用8-苯胺基-1-萘磺酸铵（ANS）进行处理。

二、环糊精应用在纺织品上的不同加工方式

利用环糊精无毒又可以生物降解，其空腔还能包合化合物的特性，采用合适的工艺如：纺丝法、涂层法、接枝法、镀金法、染色法、交联剂法和溶胶、凝胶法等将主体空腔保持不变的环糊精以物理或化学方法与织物结合，开发出具有特种功能的纺织品。

1.环糊精在涂层和印花中的应用

使用涂层或印花等方法，把环糊精或其包合物处理到织物的表面。在加工过程中，只要选择适当的粘合剂，就可以在印花或后整理加工中方便地将环糊精或环糊精包合物施加到各种纤维或织物上，如合成纤维、人造纤维或天然纤维，以及各种各样地纺织品，如床单、枕套、窗帘、桌布、沙发套等装饰用品。

2.环糊精的溶胶、凝胶应用

将环糊精或其包合物加入到无机烷氧化合物，如硅酸四乙酯制备的溶胶中，整理织物后，随着溶胶的固化将环糊精固着到织物上。

3.环糊精在纤维接枝上的应用

将环糊精接枝到纤维上的化学方法主要有几类：第一类，先对环糊精进行改性，制成带有活性基团的环糊精衍生物，然后在适当的条件下与纤维或织物发生接枝反应，把环糊精接枝到织物上。第二类，先对纤维或织物进行改性，接枝一些可以与环糊精反应的基团，然后再与环糊精反应。第三类，环糊精、交联剂和纤维共浴进行反应，环糊精通过交联剂接枝到纤维上。endprint