146g DMAEMA，并向三口烧瓶中滴加。滴加完毕后，升温到55°C，回流搅 拌反应18h。
[0043] b.反应完全后，取出产物，用抽滤瓶抽滤，并分别用丙酮和四氯化碳清洗并抽滤， 得到白色固体物质，即为较为纯净的双子座季铵盐IDMA。
[0044] c.在真空烘燥箱中将抽滤后的合成产物烘干，得干燥的白色固体物质IDMA。
[0045] (2)将季铵盐IDMA整理到羊毛织物上：
[0046] a.称取1. 59g的羊毛织物，浸渍于乙醇中，超声波清洗15min，去除织物表面的油 污。
[0047] b.根据称取羊毛织物的质量配置还原溶液，TCEP为0. 46g，浴比50 : 1，用pH值 为10. 0的Na2C03/NaHC03缓冲液调节还原溶液的pH值至5. 0。
[0048] c.将羊毛织物浸渍于还原溶液中，在磁力搅拌器中温和搅拌，在25°C条件下反应 4h〇
[0049] d.反应完毕，将羊毛织物用蒸馏水冲洗三次，置于真空干燥箱中60°C烘燥至干， 备用。
[0050] e.根据前处理羊毛织物的质量配置季铵盐溶液，IDMA为3. 98g，浴比为50 : 1，用 pH值为10. 0的Na2C03/NaHC03缓冲液调节IDMA溶液的pH值至8. 0,并向配置好的IDMA溶 液中加入微量的TCEP作为催化剂。
[0051 ] f.将TCEP处理的羊毛织物浸渍在IDMA溶液中，在磁力搅拌器中温和搅拌，25 °C条 件下反应18h。
[0052] g.反应完毕，将羊毛织物用蒸馏水冲洗三次，置于真空干燥箱中60°C烘燥至干。
[0053] 试验证明
[0054] -、对合成产物IDMA的1H-NMR谱图（图4)中不同环境氢原子的化学位移（δ ) 进行分析，分子中八种不同环境的氢原子的化学位移的归属已在谱图中列出。其具体的化 学位移如下"H-NMR(300MHz，D20) : δ (ppm) 1.83 (s，3H)，3.06 (s，6H)，3.71 (t，2H)，4.57 (s， 2H)，4. 68 (t，2H)，5. 63 (s，1H)，（s，1H)，7. 59 (m，4H)。由1H-NMR 谱图可知，分子式中所有的 Η原子都在谱图中找到归属，且无杂峰出现，说明合成了目标产物，且此产物的纯度较高。
[0055] 二、对上述制得的羊毛织物进行性能测试
[0056] 1、测试一：
[0057] 为了测试季铵盐改性羊毛织物的抗菌性能，使用"纺织品-抗菌性能的评价方 法-第3部分：震荡法（GB/T 20944. 3-2008)进行试验测试，所用菌种为革兰氏阴性大肠杆 菌。各取三组平行样质量为0. 75g的羊毛原样、TCEP改性羊毛、合成季铵盐接枝改性羊毛， 剪碎用锡箱纸包覆待用。按照震荡法（GB/T 20944. 3-2008)标准，配制种子液、营养液、生 物缓冲液。按照震荡法（GB/T 20944. 3-2008)标准灭菌、接种、涂板、培养。最后在自动菌落 计数器下，观察不同细菌浓度梯度的培养皿中的菌落数量。由震荡法（GB/T 20944. 3-2008) 标准最终计算产品的抗菌活性。
[0058] 表1 :羊毛织物对大肠杆菌的抗菌结果
[0059]
[0060] 由表1，对原织物"0"接触时间和稀释培养后的数据进行计算，F的值为2. 78 > 1. 5,说明大肠杆菌生长繁殖正常，实验数据有效。对季铵盐改性羊毛织物的抑菌率进行计 算，得其抑菌率值为94. 9%，说明季铵盐改性羊毛织物具有良好的抗菌效果。对经20次标 准水洗的季铵盐改性羊毛织物进行抗菌实验，计算得抑菌率值为85. 1 %，仍然具有较好的 抗菌效果。说明抗菌剂与羊毛织物以化学键结合，耐洗牢度较高，抗菌效果具有良好的持久 性。
[0061] 2、测试二：
[0062] 实验步骤：使用YG (B) 243E型织物感应式静电测试仪，分别将已静置在20°C，相对 湿度35%恒温恒湿环境中2-4h的大小为5cmX5cm左右的羊毛原样、TCEP改性羊毛、合成 季铵盐接枝改性羊毛用镊子夹起至于机器中，选择定压法并对仪器进行相关参数设定。最 后按测试键进行静电半衰期测试。同一样品做三组实验取平均值。
[0063] 表2 :不同织物及其半衰期时间
[0065] 表2可知，羊毛原织物的半衰期时间为4. 27s，说明羊毛织物具有一定得疏水性， 在穿着服用过程中可能会产生静电荷积累。季铵盐改性后的羊毛织物半衰期为1. 〇8s，表明 具有亲水性基团的季铵盐分子接枝在羊毛纤维表面，提高了羊毛织物的亲水性能，可以使 羊毛织物表面积累的电荷较快速的释放。
[0066] 3、测试三：
[0067] 采用美国标准的布条法（5035-95)对羊毛原织物、TCEP处理后的羊毛织物以及 季铵盐改性的羊毛织物进行机械强力测试。其中测试布条的宽度为25mm±2mm，长度为 75mm± 1mm，拉伸速度为300mm± 10mm/min。测试前织物需要烘干，并在恒温湿室中放置8h。 同一样品做五组实验取平均值作为最终结果。
[0068] 表3 :不同织物的经、炜向断裂强力
[0070] 由表3可以发现，未经处理的羊毛原织物的径向断裂强力为234。0N，而经过TCEP 还原处理后，织物径向断裂强力反而增大到267. 0N，这与理论上S-S被还原会降低羊毛织 物的强力相违背。由于经TCEP处理后手感稍微变硬，可以认为羊毛织物经处理后有所收 缩，纱线密度增大，所以导致机械强力反而增加。经季铵盐改性后的羊毛织物径向断裂强力 为265. 6N，与TCEP处理后的羊毛织物径向强力相比基本保持不变，考虑到经较长时间的改 性处理必然会损失织物部分机械强力，所以改性剂有增加织物机械强力的作用。这是由于 双子座季铵盐可以作为桥基，将羊毛纤维分子中两个S-Η之间通过化学键联接起来，增加 了羊毛织物的机械强力。未处理羊毛原织物、TCEP处理的羊毛织物以及季铵盐改性的羊毛 织物炜向断裂强力分别为125. 5N、148. 6N、146. 7N，其结果与织物径向的断裂强力的规律相 似，都说明经季铵盐改性后，羊毛织物的机械强力有所提升。
【主权项】
1. 一种使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，采用抗菌剂对羊毛织 物进行处理，所述的抗菌剂为丙烯酸酯类双子座季铵盐。2. 如权利要求1所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，所述 丙烯酸酯类双子座季铵盐的制备方法为：以甲基丙烯酸二甲氨乙酯和α，-二氯对二 甲苯为原料、丙酮为溶剂，反应温度为40-55Γ，反应时间为15-24h，其中甲基丙烯酸二甲 氨乙酯与α，α 二氯对二甲苯的物质的量之比为2 : 1 ;反应完成后使用有机溶剂清洗 并抽滤提纯。3. 如权利要求2所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，所述 有机溶剂为丙酮或四氯化碳。4. 如权利要求1所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，在采 用所述抗菌剂对羊毛织物处理之前，采用三（2-羧乙基）膦对羊毛织物进行前处理。5. 如权利要求4所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，所述 羊毛织物在前处理前经还原剂处理，使羊毛蛋白质分子中的二硫键还原为活性较高的巯 基。6. 如权利要求1所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特征在于，所述 羊毛织物经抗菌剂处理后，再进行后整理即可；所述后整理为通过点击化学反应使双子座 季铵盐与经过TCEP前处理的羊毛织物反应，将季铵盐接枝在羊毛纤维上。7. 如权利要求1-6中任意一项所述的使羊毛织物具有抗菌和抗静电性能的方法，其特 征在于，具体步骤为：将羊毛织物用TCEP溶液在室温下处理2-4小时，TCEP浓度为lOmmol/ L-30mmol/L，溶质为水与乙醇1 : 1的混合液，TCEP溶液的pH值为5-7 ;反应完后取出羊毛 织物，用去离子水充分清洗之后烘干；将TCEP处理后的蛋白质织物浸入到IDMA水溶液中， IDMA的浓度为1 % -10%，处理液的pH值为7-8,浴比为50 : 1，该反应是在室温下缓慢搅 拌8-18小时；全部处理完毕，用去离子水将羊毛织物清洗干净，烘干即可。
【专利摘要】本发明涉及一种使羊毛织物具有抗菌和抗静电功能的有效、持久的新方法。本发明先合成一种双子座季铵盐IDMA，用红外光谱、1H-NMR分析、质谱法和元素分析对合成产物进行检测分析，确定产物为目标产物。然后采用三(2-羧乙基)膦对羊毛织物进行前处理，使羊毛纤维角蛋白中的二硫键断裂形成具有较高活性的巯基。最后将经过TCEP前处理的羊毛织物浸于IDMA配置的溶液中，IDMA分子中的C＝C与羊毛蛋白质分子上的S-H通过点击化学进行反应，通过化学键合法将IDMA季铵盐引入到羊毛蛋白质分子中。经过处理后的羊毛织物具有抗菌及抗静电功能。该处理方法不仅操作简单、性能优良、效果持久，而且可以提升织物的机械强力。
【IPC分类】D06M13/282, D06M14/06, D06M101/12
【公开号】CN105256556
【申请号】CN201510696094
【发明人】俞丹, 田魏成, 王炜
【申请人】东华大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月23日