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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蚕丝的功能化修饰领域,具体涉及一种天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法。
技术介绍
1、近年来,随着人们对可持续发展和生命健康社会主题的不断重视,对健康和环境友好的纺织品及其制造工艺的需求不断上涨,推动着纺织行业探索可持续染料、可生物降解基材以及清洁生产技术。生物提取物,尤其是具有附加功能的生物提取物,例如从植物中获取的天然多酚,由于具有出色的抗氧化性与抗菌性,又因其环境友好、无毒或低毒等特点,在医用、化妆品、食品等领域备受关注。此外,天然多酚可通过一浴法实现纺织品的功能化整理,并且残液对环境污染小,符合绿色环保发展理念。
2、蚕丝是一种历史悠久的天然蛋白质材料,以其华丽的外观、舒适的触感著称。又因其具有高强度、良好的生物相容性和生物可降解性使其成为制备医用纺织品、手术缝合线、伤口敷料等前沿材料。但是,蚕丝功能化仍面临诸多挑战,具体如下:首先,传统蚕丝的功能化整理需要采用高温使功能整理剂向纤维内部的扩散和吸附,但可能会导致蚕丝纤维降解和强力损失。其次,对蚕丝整理时加入的合成整理剂等降低了蚕丝产品的安全性与环保性。第三,蚕丝功能性不足,如防紫外、抗菌、抗氧化性能较差,限制了其在服装用途之外作为防护服、医用材料等的应用。
3、迄今为止,大量研究已将生物提取物应用于蚕丝材料的功能化处理。提取自植物根、茎、叶、果实的天然多酚等物质具有良好的抗菌、抗氧化、防紫外等性能,可以通过吸附或媒染的方法处理蚕丝,赋予蚕丝功能性。
4、例如,cn109736082a的专利技术《一种超疏水抗紫外阻燃蚕丝
5、cn107904935a的专利技术《疏水蚕丝织物及其制备方法和应用》告知:将蚕丝织物浸泡于水和有机溶剂的混合溶液中,向其中加入植物多酚、酶催化剂和铜盐助催化剂,调节ph至2-6,再加入含烷基的疏水化合物,在25-65℃下反应0.5-6h,得到疏水蚕丝织物。
6、目前现有的蚕丝利用天然多酚进行修饰的方法为吸附法,即,将蚕丝直接浸泡在天然多酚中;而后经过洗涤,吹干;该方法存在蚕丝色泽不艳丽等缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法。
2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,包括蚕丝的芳胺化改性、原位重氮化、天然多酚偶合修饰三个步骤。
3、具体如下:
4、1)、蚕丝的芳胺化改性:
5、利用靛红酸酐对蚕丝进行芳胺化改性,使蚕丝表面产生芳香族伯胺基,得到芳胺化蚕丝;
6、2)、芳胺化蚕丝的重氮化:
7、将步骤1)得到的芳胺化蚕丝进行重氮化,得到重氮化蚕丝;
8、3)、天然多酚偶合显色修饰:
9、将天然多酚溶于水中,再加入ph为4±0.2的缓冲溶液,得天然多酚偶合溶液;所述天然多酚偶合溶液中天然多酚的浓度为0.1~1g/l;
10、将步骤2)得到的重氮化蚕丝浸泡于天然多酚偶合溶液中,于室温搅拌条件下进行偶合显色反应1±0.1h,得到天然多酚显色修饰蚕丝。
11、说明:重氮化蚕丝与含有天然多酚的溶液进行偶合反应,将天然多酚通过氮氮双键结合在蚕丝纤维表面,形成偶氮结构的有色物质,从而赋予蚕丝优异的功能性。
12、作为本专利技术的改进:步骤3)中,缓冲溶液:水=1:3.5~4.5的体积比;偶合显色浴比为1:80~120(优选1:100)。
13、作为本专利技术的进一步改进:天然多酚为以下任一:
14、白藜芦醇,其结构式为:
15、咖啡酸,其结构式为:
16、单宁酸,其结构式为:
17、芦丁,其结构式为:
18、没食子酸,其结构式为:
19、姜黄素,其结构式为:
20、黄苓苷,其结构式为:
21、上述天然多酚均能通过市售购得。
22、作为本专利技术的进一步改进:所述缓冲溶液为ph 4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(醋酸16.0g/l,醋酸钠3.0g/l)。
23、作为本专利技术的进一步改进:所述天然多酚偶合溶液中天然多酚的浓度为0.5~1g/l(更优选0.8~1g/l)。
24、在本专利技术中:
25、步骤1)、步骤2)均可参照专利《靛红酸酐修饰蛋白质材料的原位重氮化-偶合染色方法》(申请号:cn202310812659.6);
26、具体为:
27、步骤1)、
28、将5g蚕丝浸入250±30ml去离子水中,在30±5℃的水浴加热下,于搅拌条件下滴加含0.5±0.05g靛红酸酐的水溶液(共20ml),滴加过程中控制体系的ph为7~8;滴加完毕后(滴加时间约1.5~2.5分钟)继续搅拌反应1±0.2h,从而完成改性修饰;
29、然后先用40±10℃的热水冲洗(冲洗时间0.5~1h),再用清水冲洗,而后自然晾干至恒重;得到芳胺化蚕丝。
30、步骤2)、将1.0±0.02g步骤1)所得的芳胺化蚕丝投入45~55ml水中,再加入0.9~1.1ml盐酸;滴加(滴加时间约1.5~2.5min)由0.09~0.11g nano2和2.5~3.5ml水组成的nano2水溶液,室温下搅拌反应10~30min(优选20min);而后去除过量的亚硝酸;
31、将反应后的蚕丝织物取出,用水进行冲洗(直至洗涤液的ph为中性),之后吹干至恒重,获得重氮化蚕丝织物。
32、本专利技术提倡使用生物提取物对蚕丝进行整理,借此将生物提取物与生物基材结合起来,制成生物基产品。为此,本专利技术设置了如下步骤:蚕丝经过靛红酸酐芳胺化改性,并经过重氮化,制成重氮化蚕丝。天然多酚与重氮化蚕丝发生偶合反应,实现蚕丝的功能化显色性修饰。
33、本专利技术中,蚕丝的靛红酸酐改性以及重氮化蚕丝的制备均为已成熟技术,不再过多描述。考虑到天然多酚含有丰富的酚羟基,它的邻位可以成为偶合反应的作用位点,本专利技术根据重氮化蚕丝与偶合组分发生反应的机理,提供了一种天然多酚对蚕丝纤维的显色性功能化修饰方法。该方法无需媒染剂,在室温下即可发生,多酚偶合溶液为酸性,对蚕丝纤维损伤小。相比于传统天然多酚修饰蚕丝纤维所用的吸附法和金属盐媒染法,本专利技术中所使用的重氮盐偶合显色性功能化修饰方法在室温下即可进行,修饰温度低,不需要加媒染剂等助剂,并且能在保留天然多酚功能性的前提下赋予蚕丝颜色,该方法废液更加清洁,能耗更低,环保性更高。
34、本专利技术将天然多酚与重氮化蚕丝进行偶合反应,通过形成氮氮双键结合的显色性功能化修饰方法的反应机理如图1所示。
35、本专利技术所提供的天然多酚对重氮化蚕丝的功能化显色性修饰本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于依次进行以下步骤:
2.根据权利要求1所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于:步骤3)中,缓冲溶液:水=1:3.5~4.5的体积比;偶合显色浴比为1:80~120。
3.根据权利要求1或2所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于,天然多酚为以下任一:白藜芦醇、咖啡酸、单宁酸、芦丁没食子酸、姜黄素、黄苓苷。
4.根据权利要求3所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于:所述缓冲溶液为pH 4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液。
5.根据权利要求3所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于:
【技术特征摘要】
1.天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于依次进行以下步骤:
2.根据权利要求1所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰方法,其特征在于:步骤3)中,缓冲溶液:水=1:3.5~4.5的体积比;偶合显色浴比为1:80~120。
3.根据权利要求1或2所述的天然多酚对蚕丝的显色性功能化修饰...
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