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丝素整理剂亦即以可溶性丝素蛋白为主组分的整理剂,具有安全、无毒、生物相容性好、吸湿、能赋予基质舒适手感等特点,因而近年来广受纺织用户的欢迎,并在新型、生态环保型仿真后整理方面展现出良好的应用前景。
丝素肽是丝素蛋白的水解产物,具有丝蛋白原有的优良特性,又具有色泽浅,水溶性好,蛋白含量高,分子量大小分布广泛等特点,在日用化工、食品工业、医药医疗等领域都有很重要的应用。本文将丝素肽应用在纺织染整工业中,以期实现纺织品的生态加工和后整理,赋予纺织品优良的舒适性和功能性。
本论文采用三种不同的催化水解方法(酸、碱、生物酶)制备了三种具有不同相对分子质量的丝素肽SP1-3,采用红外IR谱对制得的丝素肽进行结构表征,结果表明丝素肽聚集态结构中以无定形区为主。实验选择丝素肽SP3作为丝素整理剂的主组分,配以其他环保型交联剂制备成多种不同功能的丝素整理剂,分别应用于织物的抗皱、增重及防毡缩整理中,取得了较好的整理效果,同时也给予了织物真丝般的手感、增加了织物的悬垂性,带给织物优良的抗菌保健性能和一定的抗紫外作用。
1.废蚕丝经NaHCO3脱胶后,在无机盐溶液(CaCl2:H2O:C2H5OH)摩尔比为1:8:2的条件下作用一定时间溶解,在盐酸、氢氧化钠和Alcalase碱性蛋白酶的水解催化作用下,水解为合适相对分子质量的低分子丝素肽。通过控制各工艺的水解时间、水解助剂浓度,水解温度及催化剂浓度等条件,分别得到了三种低相对分子质量的丝素肽SP1,SP2,SP3。其中SP1的相对分子质量为0.7×104～0.9×104,SP2的相对分子质量为0.7×104～0.8×104,SP3的相对分子质量为0.9×104～1.1×104。
2.丝素肽SP1的最佳制备条件为:水解时间140min,HCl浓度1.6mol/L,水解温度80℃;丝素肽SP2的最佳制备条件为:水解时间40min,NaOH浓度0.7mol/L,水解温度为室温;丝素肽SP3的最佳制备条件为:水解时间80min,Alcalase碱性蛋白酶浓度0.25g/L,水解温度80℃,pH值7.5。通过实验分析和比较,丝素肽SP3制备方便,操作简单,且手感和色泽最好,水解过程中氨基酸的破坏较少,能够较好的保留原有氨基酸的性能。因此选用丝素肽SP3作为后续制备丝素整理剂的主要组分。
3.选择丝素肽SP3与其他环保型交联剂按照不同比例复配成不同的丝素整理剂,分别对棉织物、真丝绸织物及羊毛织物进行抗皱整理、增重整理和防毡缩整理,取得了较好的整理效果,此外还赋予了织物良好的手感和光泽。实验确定了不同丝素整理剂的组分以及功能整理的最佳工艺。
丝素整理剂(SPU)对棉织物进行抗皱免烫整理,赋予棉织物优良的防皱免烫性能,整理后织物折皱回复角为260.3°,接近2D树脂的整理效果,且整理后织物的强力与白度均优于2D树脂,织物手感良好。其整理最佳工艺为:织物室温两浸两轧丝素整理剂SPU(SP35％,WPU6％,催化剂0.4％,pH6-7,轧余率80％)→烘干(80℃×5min)→焙烘(140℃×2min)→水洗(80℃,10min)→烘干。
丝素整理剂(SPA)对棉织物进行抗皱免烫整理,赋予棉织物优良的防皱免烫性能,整理后织物折皱回复角为258.3°,接近2D树脂的整理效果,且整理后织物的强力与白度均优于2D树脂,织物手感良好。其整理最佳工艺为:织物室温两浸两轧丝素整理剂SPA(SP35％,CA4％,催化剂0.2％,pH6,轧余率80％)→烘干(80℃×3min)→焙烘(130℃×2min)→水洗(80℃,10min)→烘干。
丝素整理剂(SPES-1)整理真丝织物,给予真丝绸织物良好的防皱性能,整理后织物折皱回复角为260.2°,织物强力损失小,白度好,平整度高,手感柔软,充分发挥了真丝织物本身优良的性能。其整理最佳工艺为:织物室温两浸两轧SPES-1(SP34％,APEPS3％,催化剂0.25％,pH6,轧余率80％)→烘干(80℃×3min)→焙烘(130℃x2min)→水洗(80℃,10min)→烘干。
丝素肽SP3对真丝织物具有较好的增重效果,采用乙醇-氯化亚锡固着法,增重率在10％以上。其整理最佳工艺为:真丝织物室温两浸两轧丝素整理剂(SP33％,pH6,轧余率85％～00％)→固着(C2H5OH5g/L,SnCl20.4％)→预烘(80℃×2min)→焙烘(110℃×2min)→皂洗(15min)→水洗(80℃,10min)→烘干。增重处理后,真丝织物手感柔软,具有较好的悬垂性,染色性能优良,并同时具有抗紫外线、生物保健等附加功能。
丝素整理剂(SPC-1)对羊毛织物进行防毡缩整理,赋予织物较好的防毡缩性能,羊毛毡缩率由整理前的12.3％下降到4％左右,防缩性提高,强力增加,织物表面具有丝绸的手感,且具有一定的抗紫外作用。其整理最佳工艺为:羊毛经双氧水预处理后,烘干,室温下两浸两轧SPC-1(SP33％,壳聚糖CTA-12％,pH4.5,轧余率80％)→预烘(80℃×2min)→焙烘(120℃×2min)→水洗(80℃,10min)→烘干。
4.制备丝素整理剂的来源充足环保,从整理剂的来料选择、制备到最后的整理过程,均没有引入对环境和人体有害的物质,整理后不会给织物带来有害物的残留。实验证明,丝素整理剂在适当的工艺条件下能够赋予天然纺织品优良的服用性能,此外,丝素整理剂作用于纺织品后,还将丝素蛋白具有的多种优异功能转移剑服用纤维制品中,对人类健康起到呵护作用,使消费者拥有更加健康的生活.符合新世纪人类的绿色消费观念。