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超分子络合物对服装染化反应的影响

来源:印染在线 发布时间:2010年07月15日

在服装染化反应过程中,纤维分子与染料及催化剂分子之间,易能过分子间力相互缔合而形成复杂有序且有特定功能的体系,即超分子络合物.这种特殊功能的高度复杂的组织整体,一是由金属离子参与形成的,二是由不同的有机分间相互作用形成的,跨越了金属配位络合物的局限.在服装染化反应中,这种超分子化学领域,其显著特征是在于特殊形关分子的作用,使这种高度复杂的组织整体,具有较强的化学分子间力,不易受外界条件影响而弱化。超分子络合物的形成,对服装染化,特别是蛋白质纤维服装染化反应过程中的固色和亮度有其重要的作用。缘此,掌握超分子络合物的形成和性能,科学调整服装染化反应条件,以利染化终端反应的完成和固化过程及亮度的最佳实现。

一、服装染化反应中,超分子络合物的存在形式

(一)、寡分子超分子络合物服装染化反应中,纤维分子与染化料分子通过分子识别原理而形成的超分子络合物,其分子形成以分子识别为基础,是指一个具有特殊功能的给定受体(主体分子),对底物(客体)的选择性组合作用并产生某种特定功能的过程,是染化反应超分子络合物的基本构造规则,是在超分子水平上进行化学信息处理的基础。服装染化反应,分子识别过程中相互作用的纤维分子和染化料分子,称为底物(较小分子)和受体(较大分子)。其识别过程,即为超分子络合物的形成过程。其过程中引超体系的电学、光学性质及构象的变化,也可能引起化学性质的变化,并意味着化学信息的存储、传递及处理。因此,服装染化过程中,纤维分子与染化料分子识别在信息的后处理,分子及分子器件制务过程中起重要作用。服装染化反应中,纤维分子与染化料分子的识别,取决于底、受分子双方的互补性及预组织。前者决定识别过程中的选择,扣者决定识别过程中的作用能力。互补性包括空间结构及空间电学特性的相容;空间结构的相容性,由电学特性互补则涉及满足氢键的形成、静电相互作用(如盐桥形成)、 堆积作用、疏水相互作用等,这要求纤维分

子和染化料分子的作位点及电荷分布能很好匹配。预组织则指纤维分子与染化料分子在识别之前将受体中容纳底物的环境组织的愈好,其溶剂化能力愈低,则它们的识别效果愈佳,形成的络合物也愈稳定。纤维分子结构中空腔内径恰好与染料分子中的离子大小 匹配,二者近乎专属性结合开形成主客体络合物。由纤维分子疏水层,阻止了染料分子中的离子自由穿过,但是当染料中的金属离子与纤维分子形成了外围具有疏水性的主客体络合物,使染料中的金属离子在载体(催化剂)的运载下能够穿越纤维分子,形成稳定的络合物。并可通过可控温度,调节运载传输过程中染料分子中的离子浓度,以适应生成稳定络合物的需要。由于染料分子中的金属离子和纤维分子环上高电负性杂原子之间以离子偶极相互静电作用,而形成主客体络合物。其络合物的结构,当染料的阳离子直径和纤维分子空穴大小匹配时,则染料阳离分恰好镶嵌于空穴之中,形成1:1的主客体络合物。若染料阳离子与纤维分子空穴相比,大小差别悬殊,则形成2:1或3:2的夹心络合物;纤维分子与小个染料阳离子则可形成一主二客的主客络合物。在服装染化的应中,纤维与染料分子与离子间的“立体匹配”作用是十分重要的。因为,不同的客体对主体的空间结构,均有不同的要求。在服装染化反应中,如果受体分子的两端分别具有成络的亚单元,它们可与分别同底物的相应功能基团络合。底物功能基团间的距离应同受体两个亚单元之间的距离相匹配。这亦就是服装染化反应中,肥体识别底物分子长度过程的距离互补而形成线状主客体超分子络合物的过程。染化反应中,染化料的手性双联基(S.S)构型宿主分子,分别与质子化外消旋苯基(R)作用时,形成两种分子存在空间结构的差异, (S)+(S.S)为三点结合,此时客体分子与(S.S)一宿主通过三个N-H键的反与大环基上的拉原子成氢键,客体的大体积苯环与位垒相距较远。(R)+(S.S)为四点结合,此时客体
定的一个构象。因此,(S.S)一宿主优先的选择S一客体。这种手性主客体分子的识别差异性,可拆分外消旋体(S)和(R),利于超分子络合物的形成。服装染化反应中,染化料可发生杯芳烃的衍生化,可在杯芳烃的“上沿”或“下沿”进行桥联衍生化。如果采用CH2·CH2O,链段进行桥联,可得到有机杯芳烃反应基的主体超分子络合物。


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