CN102677467B - 一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法，包括：（1）将仿酶金属salen、吡啶、H2O2、渗透剂、稳定剂和NaOH混合，得冷堆工作液；所述的冷堆工作液中仿酶金属salen为1~20umol/L，吡啶与仿酶salen摩尔比为0.8-1：1；（2）将纯棉机织物放入上述冷堆工作液中，两浸两轧，于25-30℃浸渍，轧余率100%；然后密封进行冷堆前处理；（3）对经步骤（2）处理的织物进行水洗、烘干，即得。本发明的仿酶金属salen可用于纯棉机织物的前处理过程，且用量少，工艺简单，成本低，环保节能，退浆率可达到90%以上，棉籽壳去尽，漂白效果良好，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于棉机织物前处理领域，特别涉及一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法。
背景技术
天然酶主要由蛋白质(氨基酸构成的大分子)组成，许多还含有金属离子或借助辅酶(催化作用必须的有机小分子)，通常这些金属离子和辅酶都是天然酶的活性中心。目前发现能催化氧化反应的天然酶，其活性中心包括3种过渡金属离子：铜、铁、锰。钴离子则是间接存在于天然酶中。因此，铜、铁、锰、钴4种过渡金属离子被广泛应用于催化氧化反应的仿酶研究中，仿酶催化不仅兼具酶催化与化学催化两者的优点，也是实现减少污染直接而有效的途径。
希夫碱salen及M-salen配合物
通常，把形如A的希夫碱称为salen。salen是多种过渡金属M的配位体，通过4个原子将金属离子M牢牢地绑定，形成多种M-salen配合物B。这种4配位基的结合方式与氧化酶亚铁血红素中卟啉结构极为相似，因此被认为是一种仿生催化剂。有时为了提高金属salen配合物的催化能力，在反应的过程中也会加入一些辅助催化剂，常用的有吡啶、咪唑等，形成salen-M+的反离子，称为轴配体，即为带有吡啶轴配体的M-salen配合物。
在Co-salen仿酶系统中吡啶是辅助催化剂，它能形成Co-salen的轴配体，在轴向位置牵引钴离子，使钴离子处于较低的自旋状态，更易供出电子，吸引氧化剂到钴离子中心，从而达到提高Co-salen仿酶活性的目的，而在添加过量的吡啶时，吡啶会占据多个轴向位置，使氧化剂和底物不能再进入轴向活性区域，从而抑制了Co-salen仿酶的活性。
希夫碱及其配合物在催化领域的应用很广泛，概括来讲，希夫碱作催化剂主要应用于不对称催化环丙烷化反应、聚合反应以及烯烃催化氧化方面和电催化领域。近年来，研制出价格低廉、性能良好的希夫碱金属配合物仿酶催化剂也成为研究的热点问题，其中配合物所选的金属离子主要为Cu(n)、Mn(ll)、Co(n)等离子。但是将希夫碱配合物作为过氧化氢分解的催化剂，研究该配合物在双氧水低温漂白中的催化作用及其影响因素的还很少有报道。
H2O2是常用的氧化剂，其反应残余物可自分解产生氧气和水，对环境无污染，被称作“绿色”试剂，因而广泛用于化工、纺织、军工、电子、航天、医药、食品、建筑和环境保护等行业。
棉及棉型（棉与其它天然或合成纤维混纺或交织织物）织物印染前处理的重污染工序主要包括3道化学湿处理工艺：退浆、精练和漂白。其主要任务是除去面料坯布上的浆料和棉纤维中的天然杂质，以保证后续染整加工的顺利进行。传统前处理为强碱高温处理工艺，消耗大量的新鲜水和蒸汽等能源，产生的碱性废水使COD值相当高。为了改变这一状态，近年来随着生物技术的迅速发展，酶在染整工业前处理中受到了重视。酶的反应条件相对比较温和，具有较高的专一性，反应生成物易于水解，所以在工业化生产中具有降低能源、减少资源消耗的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法，该方法工艺简单，成本低，可用于纯棉机织物的前处理过程，且环保节能，退浆率可达到90%以上，棉籽壳去尽，漂白效果良好，具有良好的应用前景。
本发明的一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法，包括：
（1）将仿酶金属salen、吡啶、H2O2、渗透剂、稳定剂和NaOH混合，得冷堆工作液；所述的冷堆工作液中仿酶金属salen为1~20umol/L，吡啶与仿酶salen摩尔比为0.8-1：1；
（2）将纯棉机织物放入上述冷堆工作液中，两浸两轧，于25-30℃浸渍，轧余率100%；然后密封进行冷堆前处理；
（3）对经步骤（2）处理的织物进行水洗、烘干，即得。
步骤（1）中所述的仿酶金属salen为Cu-salen配合物、Mn(ll)-salen配合物或Co-salen配合物。
步骤（1）所述的仿酶金属salen采用简单两步法合成，先将水杨醛和乙二胺合成配体salen，再用配体salen与金属有机酸盐反应，得到仿酶金属salen。
上述的仿酶金属salen为Co-salen配合物，其合成线路如下：
其中配体salen的合成中，乙二胺的用量为2-3g，水杨醛的用量为8-9mL，Co-salen的合成中，配体salen的用量为3-4g，CoAc2.4H2O的用量为3-4g。
步骤（1）中所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温-61、烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠。
步骤（1）中所述的稳定剂为氧漂稳定剂，为硅酸钠、磷酸盐、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、稳定剂FT、稳定剂AR750中的一种或几种的复配物。
步骤（1）所述的冷堆工作液中H2O2为6-10g/L，渗透剂为1-3g/L，稳定剂为1-4g/L，NaOH为1-4g/L，冷堆工作液的pH值为9-12。
步骤（2）中所述的冷堆前处理的温度为25-60℃，处理时间4-12小时。
步骤（3）中所述的水洗的具体工艺为在70-100℃的水中浸渍1-10分钟，然后用40-70℃的水清洗2-3道，最后冷水洗1-2道，烘干温度为30-50℃。
有益效果
（1）本发明合成仿酶金属salen简便，得率较高，成本低廉；
（2）本发明的仿酶金属salen可用于纯棉机织物的前处理过程，且用量少，工艺简单，成本低，环保节能，退浆率可达到90%以上，棉籽壳去尽，漂白效果良好，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
仿酶金属Co-salen的合成线路如下：
先将水杨醛和乙二胺合成配体salen，再用配体salen与金属有机酸盐反应，得到仿酶金属salen。
上述的仿酶金属salen为Co-salen配合物，其合成线路如下：
其中配体salen的合成中，乙二胺的用量为2-3g，水杨醛的用量为8-9mL，冰水浴中搅拌30min，得到淡黄色晶体。Co-salen的合成中，配体salen的用量为3-4g，CoAc2.4H2O的用量为3-4g，加热回流1h。
实施例2
纯棉机织物，规格30*30,68*68
工艺流程：纯棉织物→浸冷堆工作液→水洗→烘干
浸冷堆工作液：在温度为25℃下，两浸两轧；处理液配方为：仿酶金属Co-salen 2μmol/L，吡啶2μmol/L，100%双氧水6g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC 1克/升，硅酸钠2克/升，氢氧化钠2克/升，pH值为11.46，40℃条件下，冷堆处理6小时。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率高达98%，AATCC法测瞬时毛效30S，直径6.0cm，白度72.5，经向断裂强力400.9N，纬向断裂强力365.4N。
实施例3
纯棉机织物，规格30*30,68*68
工艺流程：纯棉织物→浸冷堆工作液→水洗→烘干
浸冷堆工作液：在温度为25℃下，两浸两轧；处理液配方为：仿酶金属Co-salen 4μmol/L，吡啶4μmol/L，100%双氧水8g/L，JFC 1克/升，硅酸钠2克/升，氢氧化钠2克/升，pH值为11.40，40℃条件下，冷堆处理6小时。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率高达98%，AATCC法测瞬时毛效30S，直径6.3cm，白度74.5，经向断裂强力409.1N，纬向断裂强力372.4N。
实施例4
纯棉机织物，规格30*30,68*68
工艺流程：纯棉织物→浸冷堆工作液→水洗→烘干
浸冷堆工作液：在温度为25℃下，两浸两轧；处理液配方为：仿酶金属Co-salen 6μmol/L，吡啶6μmol/L，100%双氧水8g/L，JFC 1克/升，硅酸钠2克/升，氢氧化钠2克/升，pH值为11.87，40℃条件下，冷堆处理6小时。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率高达98%，AATCC法测瞬时毛效30S，直径6.3cm，白度74.05，经向断裂强力457.9N，纬向断裂强力387.6N。
实施例5
纯棉机织物，规格30*30,68*68
工艺流程：纯棉织物→浸冷堆工作液→水洗→烘干
浸冷堆工作液：在温度为25℃下，两浸两轧；处理液配方为：仿酶金属Co-salen 5μmol/L，吡啶5μmol/L，100%双氧水10g/L，JFC 1克/升，硅酸钠2克/升，氢氧化钠2克/升，pH值为11.52，40℃条件下，冷堆处理6小时。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率高达98%，AATCC法测瞬时毛效30S，直径6.3cm，白度74.80，经向断裂强力380.9N，纬向断裂强力360.3N。
Claims (1)
1.一种纯棉机织物仿酶金属salen冷堆前处理的方法，包括：
(1)浸冷堆工作液：在温度为25℃下，两浸两轧；处理液配方为：仿酶金属Co-salen 6μmol/L，吡啶6μmol/L，100％双氧水8g/L，JFC 1克/升，硅酸钠2克/升，氢氧化钠2克/升，pH值为11.87，40℃条件下，冷堆处理6小时；
(2)水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
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