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咪唑类离子液体用于羊毛纤维的溶解及角蛋白溶液的应用研究

作　者: 王明
导　师: 汪青
学　校: 中原工学院
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 离子液体溶解度角蛋白功能整理
分类号: TS195
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

棉纤维的多孔性结构和亲水性特点,使棉织物具有透气、透湿、穿着舒适等优良性能,因此成为夏季服装面料的主要选择。但其紫外线防护性能较差,对紫外线的屏蔽率一般较低。所以棉织物作为夏季服装面料,对紫外线防护存在一定的缺陷。另外,由于棉纤维本身具有的结构性质使棉织物在使用时,也存在有一定的缺点,例如在穿着或者洗涤过程中很容易起皱,并且回弹性比较差、容易缩水,不能够保持平整性和硬挺的外观,洗后需要对其进行熨烫,给人们的生活和工作带来了诸多的不便。为了克服纯棉服装在服用过程中的易起皱、不平整性、洗后需要熨烫的缺陷,有必要对其进行整理。而羊毛蛋白质分子中的芳香族氨基酸(苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸),对波长小于300nm-1的紫外线具有较大的吸收性能,所以对紫外屏蔽性能较好;羊毛角朊蛋白中的氨基酸与人体皮肤属于同一类蛋白质,与人体具有很好的亲合性,所以用羊毛角蛋白对织物进行整理,整理后的织物对人体不仅穿着舒适,而且具有保健功能。本文主要研究了离子液体的制备、离子液体溶解羊毛制备角蛋白溶液,并将溶解后的羊毛角蛋白溶液用于纯棉织物的多功能整理,提高棉织物的抗皱、硬挺、抗紫外等性能。首先,从N-甲基咪唑出发,分别采用一步法和两步法合成了两种离子液体:[Bmim]Br、[Bmim]BF4,并以红外光谱结合核磁共振图谱对这两种离子液体的结构予于表征。与购买的两种:[Bmim]Cl、[Emim]Br都用于羊毛纤维的溶解。研究溶解温度、溶解时间、离子液体种类以及溶解方式对溶解度的影响,确定了离子液体溶解羊毛的最佳工艺:选用离子液体[Bmim]Br,采用机械搅拌的溶解方式,溶解温度130℃,溶解时间7 h得到溶解度为12.25%角蛋白溶液;对得到的角蛋白溶液进行角蛋白的提取,并对提取物进行红外光谱和X射线衍射分析,确定提取物中含有酰胺键,并具有多肽特征,应属蛋白质,提取物的结晶度有所下降,说明这种方法可以溶解羊毛纤维。最后,本文将溶解后的羊毛角蛋白溶液对棉织物进行多功能整理,并对整理后棉织物的服用性能进行测试,结果发现:整理后织物的抗皱性能提高,抗紫外效果较好,经多次洗涤后仍具有较好的抗紫外效果,且水洗牢度较好。硬挺度有所上升,经多人测试,不影响手感。白度和强力有所下降,但降低幅度小不影响服用性能;因此,用羊毛角蛋白对棉织物进行功能整理是可行的。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-15
  1.1 课题的研究背景  11-12
    1.1.1 国内外研究现状  11-12
    1.1.2 废弃羊毛的利用价值  12
    1.1.3 离子液体作为新的溶剂的出现  12
  1.2 离子液体研究现状分析  12-13
  1.3 离子液体在纺织上的应用研究现状分析  13
  1.4 本课题研究目的及意义  13-15
2 离子液体基本理论知识、羊毛溶解机理  15-22
  2.1 离子液体的基本知识  15-19
    2.1.1 离子液体的发展历程  15
    2.1.2 离子液体的分类  15-16
    2.1.3 离子液体的制备  16-17
    2.1.4 离子液体的表征方法  17-18
    2.1.5 离子液体的应用  18
    2.1.6 离子液体的回收和再利用  18-19
  2.2 羊毛基本知识  19-22
    2.2.1 羊毛纤维的结构特征  19-20
    2.2.2 羊毛角蛋白溶解机理  20-22
3 离子液体的制备及其表征  22-30
  3.1 实验部分  22-25
    3.1.1 试剂与仪器  22-23
    3.1.2 1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[Bmim]Br 的制备  23-24
    3.1.3 [bmim]BF4(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)的制备  24-25
  3.2 合成产物的产率计算  25
  3.3 合成产物及其表征  25-29
    3.3.1 1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[bmim]Br 的表征  25-27
    3.3.2 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim]BF4 的表征  27-29
  3.4 本章小结  29-30
4 羊毛角蛋白溶液的制备工艺研究  30-39
  4.1 羊毛角蛋白溶液的制备  30
  4.2 羊毛角蛋白的制备工艺探讨  30-33
    4.2.1 溶解温度对羊毛溶解度的影响  30-31
    4.2.2 离子液体种类对溶解量的影响  31
    4.2.3 溶解时间对羊毛溶解量的影响  31-32
    4.2.4 溶解方式对溶解量的影响  32-33
  4.3 羊毛角蛋白的结构表征  33-36
    4.3.1 红外光谱分析  33-34
    4.3.2 X-射线衍射分析  34-36
  4.4 离子液体回收可行性分析  36-37
  4.5 回收率的计算  37
  4.6 小结  37-39
5 羊毛角蛋白溶液用于棉织物的功能整理及对织物物理性能的影响  39-51
  5.1 实验材料  39-40
    5.1.1 织物  39
    5.1.2 实验试剂  39
    5.1.3 实验仪器  39-40
  5.2 实验内容  40
    5.2.1 织物整理工艺  40
  5.3 测试  40-41
    5.3.1 织物的抗皱性能测试  40
    5.3.2 织物的抗紫外性能测试  40
    5.3.3 织物的耐洗牢度测试  40
    5.3.4 SEM 测试  40
    5.3.5 白度测试  40-41
    5.3.6 断裂强力测试  41
    5.3.7 硬挺度测试  41
  5.4 结果与讨论  41-50
    5.4.1 羊毛角蛋白溶液处理工艺对棉织物抗皱性能的影响  41-45
    5.4.2 经羊毛角蛋白溶液处理前后棉织物的抗紫外性能  45-48
    5.4.3 角蛋白溶液整理后对织物应用性能的影响  48-50
  5.5 小结  50-51
6 结语  51-52
参考文献  52-56
在读硕士学位期间完成的论文及项目  56-57
致谢  57-58

咪唑类离子液体用于羊毛纤维的溶解及角蛋白溶液的应用研究

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