基于巯基-点击化学的蛋白质纤维功能改性研究

The surface modification of natural fibers especially wool is very important to improve the added value and performance and develop fiber potential functions while overcoming their original shortcomings. However, the traditional fiber modification technology has some disadvantages; for example, resin finishing will make the fabric release of formaldehyde and endanger human health. Hence, it is necessary to explore the green modification technology. Thiol-click chemistry is effective to functional modify materials by chemical bonding, although wool fiber is used as base material in this project, this method can be extended to other keratin fibers, and even hair which contains disulfide bonds..In this project, TCEP pretreatment is employed to cleavage disulfide bonds on the wool fiber for thiol groups, and then through thiol-click chemistry chemical modification, functional monomer/polymer is covalent with wool fiber, which imparts functional properties like antibacterial, hydrophilic and good durability to wool fiber. The research of thiol-click chemistry on the functionalization of the textile materials have great values, and its application in green textile finishing will lay a theoretical and practical basis, and provide reference for related research as well.

天然纤维尤其是羊毛纤维的表面修饰对提升其性能、克服其缺点有很重要的作用。传统的纤维改性技术存在着不少弊端, 比如树脂整理会使织物上残留和释放出甲醛,并危害人体健康。因此不断地探索纤维的绿色改性技术,开发研究绿色纤维产品十分必要。点击化学是近几年发展起来的高效成键化学方法，可赋予材料功能化。本项目将利用巯基-点击化学对蛋白质纤维进行有效的化学改性，赋予其抗菌性、亲水性等功能，虽然本项目是以蛋白质纤维中的羊毛纤维为基础材料，但是可以将此方法拓展到其他蛋白质纤维，甚至是头发等含有二硫键的各种基材。. 本项目首先采用TCEP对羊毛纤维进行前处理，通过切断二硫键获取可反应的巯基，然后通过巯基-点击化学的化学改性，通过化学共价键使功能性单体/聚合物与基材进行牢固结合，赋予基材功能性和良好的耐久性能。此项目的理论研究对于点击化学在纺织材料的功能化改性有重要的研究价值，在提升天然纤维功能、开发纤维绿色整理等方面有积极意义。

天然纤维尤其是羊毛纤维的表面修饰对提升其性能、克服其缺点有很重要的作用。传统的纤维改性技术存在着不少弊端, 比如树脂整理会使织物上残留和释放出甲醛,并危害人体健康。因此不断地探索纤维的绿色改性技术,开发研究绿色纤维产品十分必要。点击化学是近几年发展起来的高效成键化学方法，可赋予材料功能化。本项目将利用巯基-点击化学对蛋白质纤维进行有效的化学改性，赋予其抗菌性、亲水性等功能，虽然本项目是以蛋白质纤维中的羊毛纤维为基础材料，但是可以将此方法拓展到其他纺织纤维，例如纤维素纤维等各种纺织基材。. 本项目主要探究利用点击化学对蛋白质纤维进行表面改性研究。预处理阶段，使用TCEP对羊毛的还原作用使羊毛纤维中所含的二硫键断裂生成富有活性的巯基。反应阶段，一方面使用含有双烯基团的IDMA进行巯基-烯基点击化学反应，并且利用己二硫醇的长链反应将修饰改性用的链段无限延长，以探究更理想的蛋白质纤维改性效果。另一方面，与DADMAC通过巯基-烯基点击化学反应对羊毛表面进行改性修饰，从而赋予羊毛抗菌、抗静电等服用功能。本项目还探究利用紫外光化学反应对棉织物进行无氟拒水整理。先采用MPTES对棉织物进行改性处理，使棉纤维得到具有较高活性的巯基；然后通过点击化学反应，使长链烷基硫醇和具有烯键结构的乙烯基POSS，与经过改性处理的棉织物进行紫外光化学反应，通过化学键合将两者结合到棉纤维分子上，获得耐久性拒水棉织物。此外，本项目探究利用点击化学对棉纤维进行表面改性研究。预处理阶段，使用MPTES对棉进行表面改性，使棉纤维中所含的羟基与MPTES反应，赋予棉纤维具有活性的巯基。合成阶段，使用THAT与DP在在有机碱剂DBU的催化下合成氮磷系阻燃剂DHTP。反应阶段，使用含有双烯基团的阻燃剂DHTP通过巯基-烯基点击化学反应对棉表面进行改性修饰，从而赋予优良的阻燃性能。此项目的理论研究对于点击化学在纺织材料的功能化改性有重要的研究价值，在提升天然纤维功能、开发纤维绿色整理等方面有积极意义。