CN101781852B - 用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法 - Google Patents
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Abstract
用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，属于毛纺织行业毛织物染整加工的应用技术领域。本发明方法先通过氯仿/甲醇萃取掉织物表面的杂质，之后再通过氯化咪唑盐类离子液体的强溶解/溶胀能力对羊毛鳞片表层进行改性，然后再利用蛋白酶对织物进行整理加工，达到提高蛋白酶处理羊毛织物的防毡缩效果的目的。另外，预处理所用的离子液体可以经减压蒸馏后反复利用，因此可降低对环境的污染。本发明旨在解决现行的单一蛋白酶防毡缩处理效果差，DCCA/蛋白酶防毡缩工艺污染严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，属于毛纺织行业毛织物染整加工的应用技术领域。
背景技术
在纺织品中，毛织物以其手感丰满、保暖性好、吸湿性强、风格高贵等优点一直深受人们喜爱。但是羊毛具有缩绒性，毛织物在湿热状态下受到外力作用时会产生毡缩，使面积收缩，形状改变，绒毛突出，弹性降低，手感粗糙，织物外观和服用性能受到严重影响。因此，需要对毛织物进行防毡缩整理。羊毛鳞片层的存在是使羊毛具有缩绒性的根本原因。
羊毛防毡缩整理的研究起步较早，并在20世纪80年代达到高峰，有关这方面的专利技术层出不穷。目前对羊毛鳞片剥除主要是采用化学法，其中效果较好、国内外应用最广泛的是使用含氯氧化剂的氯化法。该法是采用次氯酸盐或二氯异氰脲酸盐(DCCA)进行处理。但羊毛在氯化处理时易吸氯泛黄，纤维损伤大，织物手感粗糙且处理后废水中的可吸收卤化物含量相当高，对环境有不利影响。因此，多年来各国相关研究人员都在积极寻找其替代工艺。
近年来，随着生物技术的快速发展，酶催化技术以其处理条件温和、节约能源以及减少污染等特点在纺织工业中得到了广泛应用。由于羊毛主要成分是蛋白质(约占羊毛总量的97％以上)，因而从理论上来讲，羊毛是蛋白酶的理想作用底物，可以利用蛋白酶对羊毛纤维蛋白质大分子肽键的水解作用使羊毛的鳞片、细胞膜间复合物等产生部分溶解，达到去除鳞片的目的，所以采用蛋白酶对羊毛进行生物剥鳞在最近几年得到了广泛研究。
但是采用蛋白酶对羊毛进行整理时，需要对羊毛表面进行预处理，以去除表面类脂长碳链，使类脂层下的蛋白层外露，为蛋白酶攻击鳞片表层蛋白提供必需条件。目前，研究工作者多采用氧化法来进行预处理。主要使用的氧化剂有次氯酸盐、二氯异氰脲酸盐(DCCA)、双氧水、过硫酸、过乙酸以及高锰酸钾等，其中仍然以含氯氧化剂的处理效果最好，虽然两者联合处理可以降低氯化物的用量，但是含氯氧化剂的污染问题仍不可避免。所以研究新型蛋白酶预处理方法对于促进羊毛生态纺织加工具有重要意义。
作为一种新型的绿色溶剂，氯化咪唑盐类离子液体以其强溶解能力、低挥发、不易燃、无毒、易回收等特点在最近几年里得到了广泛关注。尤其是对绝大多数有机及无机物的强溶解能力更是其特别之处。目前已知某些氯化咪唑盐类离子液体对纤维素、蛋白质和甲壳素等具有很强的溶胀/溶解能力。因此，依靠氯化咪唑盐类离子液体的强溶胀/溶解能力对羊毛进行表面改性，去除类脂层及其下部的高硫蛋白(主要是胱氨酸)，可潜在提高酶制剂对羊毛蛋白的作用可及度，增加蛋白酶对羊毛的处理效果，同时离子液体的不挥发和易回收特性也可以降低该法对环境的污染。
发明内容
本发明旨在提高羊毛蛋白酶防毡缩的加工效果，本发明用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法可提高蛋白酶对羊毛织物的防毡缩效果，本发明不再使用二氯异氰脲酸盐(DCCA)，解决了用DCCA等含氯物质预处理造成的织物泛黄和可吸附卤化物对环境的污染问题，达到提高全毛织物品质的目的。
本发明的技术方案：一种用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，将萃取除杂后的羊毛织物先用氯化咪唑盐类离子液体进行表面改性，再利用蛋白酶对织物进行整理加工；步骤为：
(1)羊毛织物的萃取预处理：以氯仿∶甲醇体积比87∶13的氯仿-甲醇为混合溶剂，在55℃条件下对羊毛织物进行回流萃取3h，从而去除羊毛织物表面的各种杂质，再以温水进行洗涤，并50℃烘干；
(2)离子液体处理：萃取预处理后的羊毛织物采用氯化咪唑盐类离子液体进行浸渍处理，织物与离子液体w/v比例为1∶10-1∶100，处理温度为60-150℃，处理时间为5-60min，处理完毕采用带橡胶辊的轧车将附着的离子液体轧去，轧去的离子液体可直接重复使用，之后采用乙醇对织物进行洗涤，最后对织物进行水洗并50℃烘干；
洗涤用过的乙醇进行离子液体回收处理；
(3)蛋白酶处理：将离子液体处理后的织物再利用蛋白酶对其进行浸渍处理，酶用量为织物重量的0.5％-5％，处理温度40-60℃，pH 3-9，处理时间为0.5-2h；
(4)酶失活：织物经蛋白酶处理后在蛋白酶溶液中加入三氯乙酸使蛋白酶失活；或者将酶液提高到90℃以上保温20min.，使蛋白酶失活；
(5)水洗：酶失活后将织物取出，依次用热水、冷水充分洗涤；
(6)离子液体的回收：收集步骤(2)中洗涤用过的乙醇，先用砂芯漏斗过滤掉其中所含有的杂质，之后采用旋转蒸发器低压蒸馏去除乙醇，残留物质经真空干燥48h后，即回收得到离子液体，用于再利用。
适用于处理的羊毛织物为全毛精纺呢绒织物如凡立丁、华达呢、女衣呢，或者全毛粗纺呢绒织物。
使用的氯化咪唑盐类离子液体选用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[Amim]Cl、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[Bmim]Cl、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐[Emim]Cl中的任意一种，使用的蛋白酶选用酸性蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的任意一种。
本发明的有益效果：本发明所述的用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛防毡缩的方法既非单一的蛋白酶法防毡缩工艺，又区别于现有的DCCA/蛋白酶防毡缩工艺，它是采用了氯化咪唑盐类离子液体处理和蛋白酶防毡缩相结合的二浴法工艺，与未经氯化咪唑盐类离子液体处理(仅经过蛋白酶处理)的试样相比，经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理的织物毡缩率可明显降低。与DCCA/蛋白酶防毡缩工艺相比，本发明不再使用二氯异氰脲酸盐(DCCA)，解决了用DCCA等含氯物质预处理造成的织物泛黄和可吸附卤化物对环境的污染问题，达到提高全毛织物品质的目的。
具体实施方式
实施例1
织物品种：全毛女衣呢
1.羊毛织物的萃取预处理：以87∶13(v/v)的氯仿/甲醇为溶剂，在55℃条件下对羊毛织物进行回流萃取3h，再以温水进行洗涤并50℃烘干。
2.离子液体处理：离子液体选用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)，处理温度为60℃，浴比1∶100(w/v)，处理时间为60min，处理完毕后将附着的离子液体轧去，轧去的离子液体可直接重复使用，处理后的织物用乙醇洗涤，最后对织物进行水洗并50℃烘干；洗涤用过的乙醇进行离子液体回收处理。
3.蛋白酶处理：将离子液体处理后的织物再利用酸性蛋白酶对其进行浸渍处理，蛋白酶用量：4％o w f，处理温度40℃，pH 3.5，处理时间1h。
试样1：仅经过蛋白酶处理
试样2：经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理
经过上述工艺处理后，试样1的减量率为2.04％，毡缩率为33.58％，试样2的减量率为4.41％，毡缩率为10.20％。
经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理的织物效果要好于单独蛋白酶处理的织物。
实施例2：
织物品种：全毛女衣呢
1.羊毛织物的萃取预处理：以87∶13(v/v)的氯仿/甲醇为溶剂，在55℃条件下对羊毛织物进行回流萃取3h，再以温水进行洗涤并50℃烘干。
2.离子液体处理：离子液体选用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)，处理温度为110℃，浴比1∶50(w/v)，处理时间为10min，处理完后将附着的离子液体轧去，轧去的离子液体可直接重复使用，处理后的织物用乙醇洗涤，最后对织物进行水洗并50℃烘干；洗涤用过的乙醇进行离子液体回收处理。
3.蛋白酶处理：将离子液体处理后的织物再利用碱性蛋白酶对其进行浸渍处理，蛋白酶用量：2％o w f，处理温度55℃，pH 8.5，处理时间0.5h。
试样1：仅经过蛋白酶处理
试样2：经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理
经过上述工艺处理后，试样1的减量率为3.25％，毡缩率为14.31％；试样2的减量率为9.96％，毡缩率为1.42％。
经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理的织物效果要好于单独蛋白酶处理的织物。
实施例3：
织物品种：全毛华达呢
1.羊毛织物的萃取预处理：以87∶13(v/v)的氯仿/甲醇为溶剂，在55℃条件下对羊毛织物进行回流萃取3h，再以温水进行洗涤并50℃烘干。
2.离子液体处理：离子液体选用1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([Emim]Cl)，处理温度为150℃，浴比1∶10(w/v)，处理时间为5min，处理完后将附着的离子液体轧去，轧去的离子液体可直接重复使用，处理后的织物用乙醇洗涤，最后对织物进行水洗并50℃烘干；洗涤用过的乙醇进行离子液体回收处理。
3.蛋白酶处理：将离子液体处理后的织物再利用中性蛋白酶对其进行浸渍处理，蛋白酶用量：1％o w f，处理温度50℃，pH 7，处理时间1.5h。
试样1：仅经过蛋白酶处理
试样2：经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理
经过上述工艺处理后，试样1的减量率为3.55％，毡缩率为10.24％；试样2的减量率为6.33％，毡缩率为6.88％。
经过氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶二浴法处理的织物效果要好于单独蛋白酶处理的织物。
Claims (3)
1.一种用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，其特征是将萃取除杂后的羊毛织物先用氯化咪唑盐类离子液体进行表面改性，再利用蛋白酶对织物进行整理加工；步骤为：
(1)羊毛织物的萃取预处理：以氯仿∶甲醇体积比87∶13的氯仿-甲醇为混合溶剂，在55℃条件下对羊毛织物进行回流萃取3h，从而去除羊毛织物表面的各种杂质，再以温水进行洗涤，并50℃烘干；
(2)离子液体处理：萃取预处理后的羊毛织物采用氯化咪唑盐类离子液体进行浸渍处理，织物与离子液体w/v比例为1∶10-1∶100，处理温度为60-150℃，处理时间为5-60min，处理完毕采用带橡胶辊的轧车将附着的离子液体轧去，轧去的离子液体可直接重复使用，之后采用乙醇对织物进行洗涤，最后对织物进行水洗并50℃烘干；
洗涤用过的乙醇进行离子液体回收处理；
(3)蛋白酶处理：将离子液体处理后的织物再利用蛋白酶对其进行浸渍处理，酶用量为织物重量的0.5％-5％，处理温度40-60℃，pH 3-9，处理时间为0.5-2h；
(4)酶失活：织物经蛋白酶处理后在蛋白酶溶液中加入三氯乙酸使蛋白酶失活；或者将酶液提高到90℃以上保温20min.，使蛋白酶失活；
(5)水洗：酶失活后将织物取出，依次用热水、冷水充分洗涤；
(6)离子液体的回收：收集步骤(2)中洗涤用过的乙醇，先用砂芯漏斗过滤掉其中所含有的杂质，之后采用旋转蒸发器低压蒸馏去除乙醇，残留物质经真空干燥48h后，即回收得到离子液体，用于再利用。
2.根据权利要求1所述的用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，其特征是适用于处理的羊毛织物为全毛精纺呢绒织物或者全毛粗纺呢绒织物。
3.根据权利要求1所述的用氯化咪唑盐类离子液体/蛋白酶进行二浴法羊毛织物防毡缩的方法，其特征是使用的氯化咪唑盐类离子液体选用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[Amim]Cl、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[Bmim]Cl、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐[Emim]Cl中的任意一种，使用的蛋白酶选用酸性蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的任意一种。
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