CN105734981B - 一种漆酶‑tempo法进行真丝织物防皱抗菌整理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种漆酶‑TEMPO法进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,通过漆酶催化真丝中酪氨酸残基生成醌类活性基,实现壳聚糖分子在真丝上接枝,再加入2,2,6,6‑四甲基哌啶‑氮‑氧化物(TEMPO)氧化壳聚糖和真丝中丝氨酸产生醛基,增加壳聚糖在真丝上的接枝量和结合牢度,实现真丝织物防皱抗菌整理。具体步骤如下:(1)漆酶催化氧化真丝中酪氨酸残基;(2)壳聚糖与真丝中醌类活性基反应;(3)漆酶‑TEMPO催化真丝接枝壳聚糖;(4)真丝织物水洗后处理。与传统化学交联法真丝织物防皱抗菌整理相比,本发明壳聚糖接枝效率高、酶处理条件缓和、真丝织物防皱抗菌效果较好、织物强力提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种漆酶-TEMPO法进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,特别是一种通过漆酶催化真丝中酪氨酸残基生成醌类活性基,实现壳聚糖分子在丝素上接枝,再加入2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化壳聚糖和真丝中丝氨酸产生醛基,增加壳聚糖在真丝上的接枝量和结合牢度,进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,属于纺织生物技术领域。
背景技术
真丝纤维由丝胶和丝素两部分组成,在脱胶处理中,具有球形蛋白结构的丝胶组分被碱剂溶解或蛋白酶水解,而化学稳定性较高的丝素得到有效保留。脱胶后的真丝织物不但手感柔软,光泽雅致,且其中的丝素大分子间还存在着较多的氢键、范德华力和盐式键,使其具有优良的机械性能。真丝织物的纤维大分子中氨基和羟基数量较多,拉伸过程中丝素大分子发生滑移后易在新的位置重新形成结合力,从而使织物外观产生折皱。此外,真丝织物属蛋白质类纤维制品,在适当的温湿度条件下容易成为细菌、霉菌等微生物的养分,从而使织物发生霉变,甚至可能转为疾病传播的载体。因此,为提高真丝织物作为高档面料的服用性能,需要对真丝织物进行以提高织物防皱性与抗菌性为目标的整理加工。
目前,真丝织物常用的化学防皱整理剂有酰胺-甲醛类和多元羧酸类,抗菌整理剂包括无机银离子类和有机季铵盐类等,采用的整理工艺多以浸轧和高温焙烘相结合的方法进行。这些整理剂在赋予真丝织物一定防皱与抗菌效果的同时,也部分存在着与真丝纤维结合不牢固、易从纤维表面释放迁移至体肤表面,或存在焙烘中纤维强力受损、整理废液排放污染环境等弊端。壳聚糖及其衍生物是甲壳素脱乙酰基后的产物,作为碱性氨基多糖类天然整理剂,壳聚糖不但具有广谱抗菌性,同时还能够与真丝纤维结合,改善真丝织物的防皱性。目前应用壳聚糖进行真丝织物整理以化学法为主,即借助于多元羧酸类等化学交联剂在高温焙烘条件下将其与丝素结合,加工中存在着上述化学整理常见的一些不足之处。
真丝纤维的丝素中疏水性甘氨酸、丙氨酸剩基含量较高,其次为含极性基团的酪氨酸残基(约10%)和丝氨酸(约12~15%)。漆酶,作为一种多酚氧化酶,能催化氧化丝素中酪氨酸残基,生成醌类活性基,并能与含氨基的功能性化合物(如壳聚糖)反应,为真丝织物的酶法防皱和抗菌整理提供了可能。与此同时,漆酶还可与其特殊的介体2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)组成氧化体系,该体系可氧化底物中的醇羟基结构,包括氧化丝素中丝氨酸的醇羟基、壳聚糖分子中C6位醇羟基,生成具有反应性的醛基,且这些醛基可与进一步与氨基单元生成席夫碱结构。根据上述漆酶-TEMPO体系特点,考虑在真丝织物防皱抗菌整理中,采用二步法接枝壳聚糖:
第一步:先以漆酶催化氧化丝素中酪氨酸残基,生成醌类活性基,并与壳聚糖分子中氨基反应,引发壳聚糖在真丝上接枝;
第二步:加入TEMPO后,通过漆酶-TEMPO氧化丝素中丝氨酸生成性醛基,并与壳聚糖中氨基反应;同时,壳聚糖中C6位的醇羟基氧化成醛基,与丝素中氨基反应,提高壳聚糖分子在真丝上的接枝量和结合牢度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于漆酶-TEMPO法进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,旨在提升真丝织物与壳聚糖的接枝效率,改善真丝织物的功能性。
为解决上述技术问题,本发明先以漆酶催化真丝中酪氨酸残基生成醌类活性基,实现壳聚糖分子在真丝上接枝,再加入TEMPO氧化壳聚糖和真丝中丝氨酸产生醛基,增加壳聚糖在真丝上的接枝量和结合牢度,进行真丝织物防皱抗菌整理,具体工艺和步骤如下:
(1)漆酶催化氧化真丝中酪氨酸残基:将真丝织物在漆酶溶液中浸渍处理,漆酶5~50U/mL,处理温度30~60℃,pH 4.0~7.0,时间0.5~2小时;
(2)壳聚糖与真丝中醌类活性基反应:在步骤(1)体系中加入壳聚糖至1~20g/L,真丝织物在30~60℃,pH 4.0~7.0条件下浸渍处理2~6小时;
(3)漆酶-TEMPO催化真丝接枝壳聚糖:在步骤(2)体系中加入TEMPO至2~50g/L,真丝织物在30~60℃,pH 4.0~7.0条件下浸渍处理2~24小时;
(4)真丝织物水洗后处理:将步骤(3)处理后真丝织物在30~100℃水洗处理0.25~1小时,然后在低于50℃条件下烘干。
一种基于接枝多肽进行酶促丝素功能化改性的方法,所述真丝织物包括以桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝或木薯蚕丝为原料的真丝织物品种;所述漆酶来源于动物、植物或微生物;所述壳聚糖包括不同分子量或脱乙酰度的壳聚糖。
本发明借助于漆酶和TEMPO,通过催化在真丝织物表面接枝壳聚糖,赋予真丝织物防皱与抗菌效果。与传统化学交联法防皱和抗菌整理相比,本发明具有以下优点:
(1)壳聚糖接枝效率高,漆酶可催化氧化真丝中酪氨酸残基与壳聚糖反应,通过漆酶-TEMPO体系氧化丝素中丝氨酸、壳聚糖中醇羟基,产生更多醛基,提高了壳聚糖在丝素上的接枝量和结合牢度;
(2)酶处理条件缓和,在低温和近中性条件下进行真丝织物防皱抗菌功能化整理,具有能耗低、处理工艺安全的优点,避免了化学交联法反应易造成环境污染、真丝纤维强力受损等诸多方面的缺陷;
(3)真丝织物经漆酶-TEMPO接枝壳聚糖后,其织物防皱和抗菌性能改善,物理机械性能提高,织物断裂强度增加。
具体实施方式
采用漆酶-TEMPO法在真丝织物上催化接枝壳聚糖,实现真丝织物防皱和抗菌整理,具体实施例如下:
实施例1
以本发明述及的方法进行克重为50g/m2的真丝织物防皱抗菌整理;
(1)漆酶催化氧化真丝中酪氨酸残基:将真丝织物在漆酶溶液中浸渍处理1小时,其中漆酶7.5U/mL,温度45℃,pH 5;
(2)壳聚糖与真丝中醌类活性基反应:在步骤(1)体系中加入壳聚糖(分子量20万,脱乙酰度95%)至4g/L,织物在45℃,pH 5条件下浸渍处理2.5小时;
(3)漆酶-TEMPO催化真丝接枝壳聚糖:在步骤(2)体系中加入TEMPO至5g/L,织物在45℃,pH 5条件下浸渍处理12小时;
(4)水洗后处理:将步骤(3)处理后真丝织物在30℃水洗处理0.25小时,然后取出试样在45℃条件下烘干。
试样1:未处理真丝织物;
试样2:仅经过步骤(1)、(2)和(4)处理真丝织物;
试样3:经步骤(1)、(2)、(3)和(4)处理真丝织物;
经上述工艺处理后,分别测定真丝织物试样1~3的织物平挺度、对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率、经向断裂强力。结果表明,试样1的平挺度为2级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为5%和3%,经向断裂强力为430N;试样2的平挺度为3.5级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为85%和80%,经向断裂强力为445N;试样3的平挺度为4级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98%和95%,经向断裂强力445N。
实施例2
以本发明述及的方法进行克重为46g/m2的真丝织物防皱抗菌整理;
(1)漆酶催化氧化真丝中酪氨酸残基:将真丝织物在漆酶溶液中浸渍处理0.5小时,其中漆酶15U/mL,温度50℃,pH 5.5;
(2)壳聚糖与真丝中醌类活性基反应:在步骤(1)体系中加入壳聚糖(分子量20万,脱乙酰度90%)至5g/L,织物在50℃,pH 5条件下浸渍处理3小时;
(3)漆酶-TEMPO催化真丝接枝壳聚糖:在步骤(2)体系中加入TEMPO至7.5g/L,织物在50℃,pH 5条件下浸渍处理10小时;
(4)水洗后处理:将步骤(3)处理后真丝织物在50℃水洗处理0.5小时,然后取出试样在45℃条件下烘干。
试样4:未处理真丝织物;
试样5:仅经过步骤(1)、(2)和(4)处理真丝织物;
试样6:经步骤(1)、(2)、(3)和(4)处理真丝织物;
经上述工艺处理后,分别测定真丝织物试样4~6的织物平挺度、对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率、经向断裂强力。结果表明,试样4的织物平挺度为1级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为6%和3%,经向断裂强力为392N;试样5的织物平挺度为3级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为89%和86%,经向断裂强力为420N;试样6的织物平挺度为4级,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为99%和98%,经向断裂强力为438N。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (2)
1.一种漆酶-TEMPO法进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,特征是一种通过漆酶催化真丝中酪氨酸残基生成醌类活性基,实现壳聚糖分子在织物上接枝;再加入2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化壳聚糖和真丝中丝氨酸产生醛基,增加壳聚糖在真丝上的接枝量和结合牢度,进行真丝织物防皱抗菌整理的方法,具体工艺与步骤如下:
(1)漆酶催化氧化真丝中酪氨酸残基:将真丝织物在漆酶溶液中浸渍处理,其中漆酶5~50U/mL,温度30~60℃,pH 4.0~7.0,处理时间0.5~2小时;
(2)壳聚糖与真丝中醌类活性基反应:在步骤(1)体系中加入壳聚糖至1~20g/L,真丝织物在30~60℃,pH 4.0~7.0条件下浸渍处理2~6小时;
(3)漆酶-TEMPO催化真丝接枝壳聚糖:在步骤(2)体系中加入TEMPO至2~50g/L,真丝织物在30~60℃,pH 4.0~7.0条件下浸渍处理2~24小时;
(4)真丝织物水洗后处理:将步骤(3)处理后真丝织物在30~100℃水洗处理0.25~1小时,然后在低于50℃条件下烘干。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述真丝织物包括以桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝或木薯蚕丝为原料的真丝织物品种;所述漆酶来源于动物、植物或微生物;所述壳聚糖包括不同分子量或脱乙酰度的壳聚糖。
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