[摘要】本文在采用了氫氧化鈉對棉纖維預處理后,針對其不同濃度對絲膠蛋白
氧化棉纖維的影響進行了研究。探討了絲膠蛋白對棉纖維的影響。
引言
高碘酸鈉對棉纖維進行選擇性氧化,可使纖維葡萄糖單元中的c和c,位仲羥基氧化成醛基,它可與許多生物活性材料上的一NH發生席夫堿反應產生共價結合,生成新功能和新用途的纖維素衍生物。本文采用堿預處理對棉纖維首先進行預活化,提高了高碘酸鹽對棉纖維的反應性和均一性,使棉纖維的醛基含量增加,從而有利于接枝更多的絲膠蛋白,實現了棉纖維的蛋白質功能化,成為一種符合時代需求的綠色環保紡織品材料。
1實驗
1.1實驗材料與試劑
經過煮練和漂白的棉紗線;絲膠粉(平均分子量為15000);高碘酸鈉,鹽酸羥胺,氫氧化鈉,甲醇,鹽酸,冰乙酸等均為AR級;百里酚藍,指示劑。
1.2棉纖維的松式堿預處理
在20℃恒溫條件下,棉纖維浸人不同濃度的NaOH溶液處理10min后,用蒸餾水洗數次,再在5%的冰乙酸中浸泡30min,最后用去離子水洗至中性,低溫干燥得到堿化棉纖維。
1.3氧化棉纖維的制備
取一定質量的普通棉纖維或堿化棉纖維置于棕色錐形瓶中,~JH.,k8g/L的高碘酸鈉溶液,40℃下避光反應2h,然后將反應后的棉紗線于0.1M丙三醇溶液中浸泡半小時,再用去離子水充分洗滌,最后干燥平衡后封袋保存。
1.4絲膠的涂覆處理
按浴比1:30,將氧化后的棉纖維分別投人到2.5%的絲膠溶液中,在一定溫度下浸漬一定時間。將處理后的棉纖維150℃焙烘5min,然后水洗浸泡24h,置于空氣中自然晾干,再在80℃恒溫條件下干燥2h后稱取重量。
1.5測試方法及儀器
1.5.1氧化棉纖維醛基含量的測定
醛基含量是表示棉纖維經高碘酸鈉氧化反應的唯一量化指標,其大小直接反映了棉纖維的氧化程度。醛基含量的測定采用鹽酸羥胺溶液與氧化棉纖維中醛基的定量反應,生成席夫堿,釋放出的鹽酸用NaOH溶液滴定。醛基含量計算公式如下:<
式中:表示滴定時所耗0.03mol/LNaOH甲醇標準溶液的體積(L);表示氧化棉纖維的質量(g)。
1.5.2增重率的測試
儀器:BS210S型全自動光電天平測試方法:分別稱取氧化棉纖維在絲膠處理前后
的重量G1、G2:
增重率(%)=一G1一G2一/G1×100
1.5.3棉紗線的力學性能測試
儀器:YG020A型電子單紗強力儀;
測試條件:工作長度250mm,預張力0.05cN/dtex,拉伸速度60mm/min。
2結果與討論
2.1堿預處理對氧化棉纖維反應性能的影響
圖l表示不同NaOH溶液預處理后,再經8g/LNa104氧化后棉纖維所得的醛基含量大小。F}1圖可以看出,與未經預處理的氧化棉纖維相比,經小于10wt%NaOH溶液預處理的氧化棉纖維醛基含量基本無變化。但隨著NaOH濃度進一步增加,其醛基含量明顯提高。這主要是因為棉纖維經濃堿溶脹后,,纖維素大分子鏈中葡萄糖剩基繞鏈的主價鍵發生了旋轉,使原來在水溶液中的部分不可及羥基變成為可及羥基;同時隨著堿液濃度的提高,無定形區增加,有利于提高棉纖維與高碘酸鈉的氧化反應活性,氧化棉纖維的醛基生成量增加。
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2.2經絲膠處理后氧化棉纖維的增重率
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通過棉纖維涂覆絲膠蛋白的增重能力可以定性地反映棉纖維上絲膠蛋白結合量的多少。堿液濃度對絲膠處理氧化棉纖維后增重率的影響見圖2。
由圖可知,隨著堿液濃度的增加,氧化棉纖維經絲膠處理后的增重率呈上升趨勢,尤其在NaOH濃度達到10wt%以上,增加明顯。
2.3氧化棉纖維的醛基含量與絲膠處理后增重率的關系
圖3是將上述不同濃度堿處理后的氧化棉纖維所含的醛基含量與經絲膠處理后氧化棉纖維的增重率之間的關系進行分析。由圖可以看,兩者之間呈高度顯著的正線性相關性(臨界相關系數R0.012=0.8745)。說明棉纖維經過選擇性氧化處理后,醛基生成量越多越有利于絲膠與棉纖維的結合量
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2.4經絲膠處理后氧化棉紗線的力學性能
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由圖4可以看出,堿處理濃度大小對蛋白氧化棉紗線的斷裂強度幾乎沒有影響。而隨著堿濃度的增加,蛋白氧化棉紗線的斷裂伸長率不斷提高,并在NaOH濃度達10wt%以上,增加明顯。因此,較高濃度的堿預處理有利于改善蛋白氧化棉紗線的斷裂伸長率。
3結論
(1)在8g/LNaIO氧化條件下,與未堿預處理的氧化棉纖維相比,經NaOH濃度lOwt%以上預處理的氧化棉纖維醛基含量明顯增加。
(2)隨著NaOH濃度的增加,絲膠蛋白氧化棉纖維的增重率不斷增加。
(3)氧化棉纖維中醛基含量越高越有利于絲膠蛋白與氧化棉纖維的結合量,兩者呈高度顯著的正相關性。
(4)經不同堿濃度預處理,蛋白氧化棉紗線的斷裂強度基本不變。而其斷裂伸長率隨著堿處理濃度增加而增加,并在堿濃度為lOwt%增加明顯。
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