蚕丝蛋白质侧基偶合修饰及其光稳定性研究

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蚕丝纤维是一种天然的蛋白质纤维,因其具有许多优良特性而被用于制作高档服饰。但是蚕丝的耐光稳定性能较差,受日光照射后,容易产生泛黄、脆损以及褪色等现象,影响到蚕丝纺织品及服饰的美观和使用寿命。蚕丝蛋白质中具有较高含量的酪氨酸残基。有关蛋白质化学修饰的研究表明,其结构中的对羟基苯亚甲基侧基可以和芳氨重氮盐偶合,生成偶氮键共轭体系。本论文拟以蚕丝蛋白质中酪氨酸残基的对羟基苯亚甲基侧基为偶合组分,与含伯胺基的苯并三唑类紫外线吸收剂重氮盐反应,对蚕丝蛋白质大分子进行接枝紫外线吸收剂的修饰,以期改善蚕丝的光稳定性。本论文设计、合成了两只含伯胺基的苯并三唑类紫外线吸收剂,分别是2-(2-羟基-3-氨基-5-甲基苯基)苯并三唑(UV-B1)和2-(2-羟基-5-磺酸基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑(UV-B2)。通过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱以及紫外光谱等表征手段,对目标产物及相应中间体进行了表征,证明了合成产物的结构和设计所预期的结构相符。选择对甲基苯酚为蚕丝蛋白质中酪氨酸残基模拟物,将其与芳胺(邻硝基苯胺和含伯胺基紫外线)重氮盐发生偶合反应,模拟蛋白质侧基偶合修饰的过程。通过红外光谱、核磁共振氢谱等表征手段,对目标产物进行结构表征,证实产物结构与设计预期的结构相符。然后,采用单因素分析法对邻硝基苯胺与含伯胺基紫外线吸收剂修饰蚕丝的主要工艺因素进行了探讨,得出了较佳的修饰工艺。邻硝基苯胺的修饰工艺条件:重氮盐浓度为1g/L,染浴pH值为4~5,浴比为1:50,偶合时间为30min;紫外线吸收剂接枝修饰的最佳工艺条件是:重氮盐浓度为4g/L,染浴pH值为9左右,浴比为1:50,偶合时间为30min。最后,对蛋白质侧基偶合所修饰的蚕丝织物的光稳定性进行了研究。结果表明,邻硝基苯胺和紫外线吸收剂(UV-B2)修饰的蚕丝织物都很大程度地降低蚕丝织物的紫外透过率;修饰后的蚕丝织物的耐晒性能都有相应的提高,紫外线吸收剂修饰的蚕丝织物比邻硝基苯修饰的蚕丝的耐光照性能好;从修饰后的蚕丝织物通过紫外线照射24h后强力的损失来看,紫外线吸收剂修饰的蚕丝织物比邻硝基苯修饰蚕丝的耐光照性能有更明显的提高;修饰后蚕丝织物的PILC强度都有明显的降低,说明修饰后的蚕丝织物有良好的光稳定性。
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