功能性真丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能性真丝的制备方法，属纺织品后整理技术领域。先将真丝织物在无水条件下与三乙胺和有机烷基卤化物２－溴异丁酰溴反应，制备原子转移自由基聚合反应大分子引发剂，然后加入单体甲基丙烯酸Ｎ，Ｎ－二甲氨基乙酯和溶剂，在无水的条件下加入催化体系，制备改性的真丝织物，再进行季铵化处理和功能化接枝处理，得到具有抗菌、阻燃和抗皱的多功能性真丝。由于原子转移自由基聚合为可控聚合，因此，可控制接枝聚合物的分子量及其分布，得到结构可控真丝，同时，避免了真丝在传统的化学改性过程中由于均聚物及真丝接枝侧链分布不均匀带来的手感差、纤维表面光泽差、染色不均匀的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体涉及一种对真丝进行改性处理的方法，特别涉及一 种通过原子转移自由基聚合反应制备功能性真丝的方法，属纺织品后整理技术 领域。
技术介绍
真丝是一种天然蛋白质纤维，由于其优越的机械强度和手感等特性在纺织 领域广泛使用。同时，真丝具有对人体组织优越的相容性和优异的氧气及药物 渗透性，已在生物医学新材料方面引起人们的极大兴趣。但真丝也有许多不足 之处，为了进一步完善真丝性能，增加新的功能，扩大其应用领域，最有效的 方法是对真丝进行化学改性。其中，接枝技术是一种最有效的改变真丝性能的 方法，甲基丙烯酰胺和丙烯酸羟乙酯等在真丝纤维的接枝加工技术中，已广泛 应用。通过接枝真丝可以增加重量、改变弹性、增加厚实感。用甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化铵等接枝真丝，可以具有抗菌性。可是在这些传统的接枝方法 中，尽管采用不同的引发剂，但由于自由基接枝时豕合物分子量难以控制，且 接枝反应过程中形成均聚物难以从纤维表面去除，这些均聚物不均勾地沉积在 真丝表面，从而导致接枝纤维表面光泽差、染色不均匀。原子转移自由基聚合 (Atom transfer radical polymerization, ATRP) 是 一种可控活性自由基聚合过程，利用ATRP技术人们可以成功地合成各类指定 结构的聚合物，也可利用其改善材料的表面特性，同时具有接枝链分子量及分 布可控和髙接枝率的优点，在很多方面都获得了广泛的应用，如使材料表面图 案化、提髙材料表面的生物相容性等。而且具有聚合反应过程容易控制，过程 简单、适合的单体广泛等优点。近一年来，有采用ATRP法表面改性壳聚糖 (Josef ina Lindqvist, Malmstr6m Eva Surface modification of natural substrates by atom transfer radical polymerization, Journal of Applied Polymer Science, 2006,100(5): 4155-4162)、 纤维素 (Carlmark， Anna,Malmstr6m Eva, ATRP grafting from cellulose fibers to create block-copolymer grafts, Biomacromolecules， 2003， 4(6):1740-1745)、纤维素二 醋酸酯 (Petr V12ek， Miroslav Janata, Petra Ldtalo" etal. Controlled grafting of cellulose diacetate Polymer, 2006,47(8):2587-2595)等的报道，以 上文献中采用的单体有甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。但有关真丝采用ATRP法接 枝改性的研究国内外尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种接枝聚合物的分子量及其分布可控制，且接枝处理 后纤维表面光泽好、染色性优的。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种功能性真丝的制备 方法，按以下步骤进行(1) 将真丝织物在无水条件下与三乙胺和有机烷基卤化物2—溴异丁酰溴 反应；三乙胺与有机卤化物的摩尔比为1:0.8 1.2，有机卤化物对真丝织物 按重量计为50 200%;反应温度为10 30匸，反应时间为12 24小时，得 到原子转移自由基聚合反应大分子引发剂；(2) 在经上述步骤处理的真丝织物中加入真丝改性溶液，织物与真丝改性 溶液按重量计为1 : 40 1 : 80;所述的真丝改性溶液由单体甲基丙烯酸N，N一二甲氨基乙酯和溶剂按体积比i : i 5 : i混合而成，所述的溶剂为邻二氯苯、环己酮、二氧六环、二甲基亚砜或二甲基甲酰胺中的任意一种；(3) 进行抽真空、通惰性气体处理，除去氧气；在无水的条件下加入催化 体系，所述的的催化体系为摩尔比为1:2的CuBr/五甲基二乙烯三胺、 CuBr/2，2'-联吡啶中的任意一种；反应时间为24 72小时，反应温度为60 85C制备改性真丝织物；(4) 对上述改性真丝织物进行季铵化改性处理，得到具有抗菌功能的真丝；(5) 再进行接枝处理，得到多功能性真丝。所述的季铵化改性处理的改性溶液为溴甲烷和硝基甲垸混合溶液。 所述的步骤(5)中的接枝处理为接枝甲基丙烯酸甲酯，获得具有抗菌、抗皱功能的多功能性真丝；同样，接枝处理为接枝甲基丙烯酰氧乙基二甲基磷酸 酯，获得具有抗菌、阻燃功能的多功能性真丝。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点1. 本专利技术采用原子转移自由基聚合反应制备功能性真丝的方法，由于原 子转移自由基聚合为可控聚合，因此，本专利技术技术方案可控制接枝聚合物的分 子量及其分布，得到结构可控真丝，从而获得最佳功能性。2. 接枝后的真丝由于仍存在活性点，可根据需要进一步再修饰，获得多 功能性的真丝。它可以避免真丝在传统的化学改性过程中由于均聚物及真丝接 枝侧链分布不均匀带来的手感差、纤维表面光泽差、染色不均勾的缺点。附图说明图1是本专利技术技术方案的原理示意图2是真丝原样及按本专利技术实施例1制备的原子转移自由基聚合反应真丝 大分子引发剂的能谱图对比；图3是真丝原样(曲线a)及按本专利技术实施例1接枝甲基丙烯酸N，N—二 甲氨基乙酯的真丝(曲线b)、接枝并季铵化真丝(曲线c)的红外谱图对比；图4是真丝原样及按本专利技术实施例1制备的接枝甲基丙烯酸N，N—二甲氨 基乙酯真丝的扫描电子显微镜照片(2000X)。具体实施方式 下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述实施例一参见附图l至附图4所示，本实施例采用的催化体系为CuBr/ 五甲基二乙烯三胺，溶剂为邻二氯苯，对聚甲基丙烯酸N，N—二甲氨基乙酯改 性丝綢季铵化处理，以获得具有抗菌功能的真丝绸。具体步骤如下(1) 1.5g真丝电力纺织物在氮气保护下，加入0.75g的三乙胺和3g的2 — 溴异丁酰溴，在10"的温度条件下反应24小时，然后，将织物充分洗涤和真 空干燥，得到原子转移自由基聚合反应大分子引发剂。(2) 在氮气保护下加入20ml的甲基丙烯酸N，N—二甲氨基乙酯和60ml的 邻二氯苯，然后在无水的条件下依次加入0.03g的CuBr、 0.08g的五甲基二乙烯三胺和上述步骤中制备的1.5g的原子转移自由基聚合反应真丝大分子引发 剂，进行三次抽真空一通惰性气体过程以除氧，在80TC的温度条件下反应48 小时，反应后的真丝织物经过充分洗涤和真空干燥，得到聚甲基丙烯酸N，N — 二甲氨基乙酯改性的真丝绸。(3)将得到的改性真丝绸置入20mL溴甲烷和75mL硝基甲烷溶液中，于 30C温度的条件下反应24小时，反应后的真丝织物经过充分洗涤和真空干 燥，得到季铵化的聚甲基丙烯酸N，N—二甲氨基乙酯改性真丝绸。参见附图l，它是本专利技术技术方案的原理示意图，按ATRP方法制备功能 性真丝的机理是真丝底物侧链上的羟基、氨基可与烷基卤化物发生酰化反应， 从而制得真丝大分子引发剂，单体在催化剂的作用下通过ATRP反应，形成 接枝真丝。参见附图2，它是真丝原样与本实施例制备的原子转移自由基聚合反应真 丝大分子引发剂的能谱对比图，采用能谱(EDS)对原子转移自由基聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性真丝的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：（１）将真丝织物在无水条件下与三乙胺和有机烷基卤化物２－溴异丁酰溴反应；三乙胺与有机卤化物的摩尔比为１∶０．８～１．２，有机卤化物对真丝织物按重量计为５０～２００％；反应温度为１０～３０℃，反应时间为１２～２４小时，得到原子转移自由基聚合反应大分子引发剂；（２）在经上述步骤处理的真丝织物中加入真丝改性溶液，织物与真丝改性溶液按重量计为１∶４０～１∶８０；所述的真丝改性溶液由单体甲基丙烯酸Ｎ，Ｎ－二甲氨基乙酯和溶剂按体积比１∶１～５∶１混合而成，所述的溶剂为邻二氯苯、环己酮、二氧六环、二甲基亚砜或二甲基甲酰胺中的任意一种；（３）进行抽真空、通惰性气体处理，除去氧气；在无水的条件下加入催化体系，所述的的催化体系为摩尔比为１∶２的ＣｕＢｒ／五甲基二乙烯三胺、ＣｕＢｒ／２，２′－联吡啶中的任意一种；反应时间为２４～７２小时，反应温度为６０～８５℃，制备改性真丝织物；（４）对上述改性真丝织物进行季铵化改性处理，得到具有抗菌功能的真丝；（５）再进行接枝处理，得到多功能性真丝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国强，邢铁玲，李战雄，王海江，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]