CN108642878B - 一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用丝素蛋白和γ‑聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,解决的技术问题是将丝素蛋白溶液涂覆于合成类织物上,会使用自然界难分解的物质或者有毒害的物质,本发明包括以下步骤:1):对涤纶织物进行碱处理;2):分别制备丝素蛋白溶液和γ‑聚谷氨酸溶液;3):采用丝素蛋白溶液和γ‑聚谷氨酸溶液制备丝素蛋白和γ‑聚谷氨酸自组装体溶液;4):采用丝素蛋白和γ‑聚谷氨酸自组装体溶液制备丝素蛋白和γ‑聚谷氨酸自组装体整理液;5):使用丝素蛋白和γ‑聚谷氨酸自组装体整理液对碱处理过的涤纶织物进行整理。本发明按照一定的处理方法对涤纶面料进行整理改性,计划达到一定的整理效果,改进和革新对涤纶的整理方法。
Description
技术领域
本发明涉及纺织助剂化学领域,具体涉及一种制备原料为丝素蛋白及γ-聚谷氨酸的一种新型涤纶面料后整理剂的制备方法。
背景技术
聚谷氨酸(γ-PGA),是一种特殊的阴离子自然聚合物,其每个聚谷氨酸单体都同时连接-COOH、-NH2和-CO官能团,这三种官能团都有一定水合能力,羧基尤其明显,这使得聚谷氨酸具有极强的保水性与锁水能力,表现出很好的保湿性能。其保湿功能是透明质酸的500倍。其超强的保湿能力更优于玻尿酸、胶原蛋白及丝素蛋白。并且具有长期持久的抗折皱的性能。聚合度约在1000-15000之间的 γ-聚谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性,降解产物为无公害的谷氨酸。比其他聚合物商品更具优势。 γ- PGA衍生物具有良好的强度,透明度和弹性。聚谷氨酸在pH 4~9的范围都有非常好的稳定性,不仅颜色、外观不会发生变化,黏度变化也不大。在同样的pH范围内,丝素蛋白、胶原蛋白及透明质酸的pH稳定性就比不上聚谷氨酸。热稳定性在60℃加热状态下,聚谷氨酸黏度减少的速率比透明质酸来得慢,而胶原蛋白以及丝素蛋白加热10分钟,其黏度减少的量就非常多。
丝素蛋白是蚕丝的主体,约占蚕丝质量的75%-90%,是一种无生理活性的天然生物大分子,由天冬氨酸、丝氨酸、色氨酸、酪氨酸等18种氨基酸组成。丝素蛋白具有一定的吸水性,高分子量的丝素蛋白不溶于水,低分子量的丝素蛋白可溶于水,可溶于高浓度的某些无机盐。丝素蛋白分子中因含酚羟基及其他结构,易吸收紫外光而变性。随着照射时间的增加,丝素蛋白泛黄程度也增加,特别是在有水的环境下,泛黄程度加剧。
涤纶纤维服装具有耐穿、挺括和易洗涤等优点,但涤纶纤维吸湿性和抗污性差,易产生静电。与涤纶等合成纤维相比,天然纤维的穿着舒适性和安全性更为优越。改善合成纤维的不足,实现合成纤维天然化改性,使合成纤维具有天然纤维的功能和特性,已成为今年来国内外的研究热点。目前已有将丝素蛋白溶液及其改性物涂覆于合成类织物上,实现实用性能的改善提高等方法的报导。但这些方法主要涉及改性或者接枝改性等方法,制备过程中会使用自然界难分解的物质或者有毒害的物质,比如邻苯二甲酸酐,聚酯聚醚类物质,环氧类物质等等,会对环境造成一定的污染及破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是将丝素蛋白溶液及其改性物涂覆于合成类织物上,制备过程中会使用自然界难分解的物质或者有毒害的物质,对环境造成一定的污染及破坏,提供一种无毒无污染的使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:一种丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:1):对涤纶织物进行碱处理;
2):分别制备质量浓度为2-10%丝素蛋白溶液和质量浓度也为2-10%γ-聚谷氨酸溶液;
3):采用步骤)2制备的丝素蛋白溶液和γ-聚谷氨酸溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;
4):采用步骤3)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液;
5):使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对步骤1)碱处理过的涤纶织物进行整理。
1)对涤纶面料进行一定程度的碱处理;
处理原因:涤纶的结构式如下:
γ-聚谷氨酸结构式如下:
涤纶化学结构式中可以看出,其上含有的活泼性化学基团较少,只有末端有限个数的羟基,而γ-聚谷氨酸分子量中含有大量的氨基、羧基及羟基。因此要想制备两种高分子物质的自组装,就必须对涤纶进行化学处理,使之具备足量的可供化学反应的基团。
考虑到KOH,NaOH等碱的碱性太强从而会破坏涤纶强力的原因,不利于互相自组装体的整理效果的应用,本发明使用Ca(OH)2作为碱处理剂,处理方法具体如下:采用碱液Ca(OH)2作为碱处理剂、甲基氯化苄乙氧铵作为促进剂、脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂的混合溶液,体积浓度分别为20-30g/L、0.5-1.5g/L、0.1-0.3 g/L, 65-80℃水浴,处理时间为45-65min,浴比为1:30-1:50。
2)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸溶液的制备;
各类方法提取的丝素蛋白的分子量范围在3-30万之间,当其分子量大于10万以上时,呈现不可溶解的状态,当分子量小于5000时,成为水解丝肽。本发明选用的丝素蛋白分子量必须具有较高的分子量,这样才能保证涤纶织物的整理效果,另外还必须可溶解,这样才能进行自组装等后续步骤的操作,本发明所述丝素蛋白的分子量在20000-50000Da之间,γ-聚谷氨酸的分子量在120000-500000万Da之间。
丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液的制备:称取一定质量的丝素蛋白溶解于去离子水中,制备质量浓度2-10%的丝素蛋白溶液,领取一定质量的γ-聚谷氨酸溶液溶解有去离子水中,制备质量浓度也为2-10%的丝素蛋白溶液。
3)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液的制备;
步骤3)所述的制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液包括以下步骤:a、将步骤2)制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比(20:1- 2:1)混合,使用美国Sonic VCX750超声波细胞破碎仪处理30-120min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置(型号:PPM-5512)的反应器中,设定转速为30-80rpm,反应温度为30-60℃,混合2-6小时;b、混合结束后向反应器中缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.5-4.0的范围,在此条件下持续组装18-24小时;c、最后加入0.2-0.5%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定12-36小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
步骤2)所述的制备好的体积浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液混合的质量比分别为: 20:1、10:1、 5:1、 2:1。
4)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的制备;
步骤4)所述的分别制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的步骤是:将步骤3)制备好的质量浓度为2-10%, 质量比在(20:1-2:1)范围内的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至7-9之间,向其中加入自组装体溶液总量2.5-5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、或者交联剂EH,再加入自组装体溶液总量0.2-1.0%的辅助试剂烷基酚环氧乙烷的缩合物TX-5,搅拌均匀;
5)使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理;
步骤5)所述的使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理的步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中,在60-80℃浸渍15-30分钟,浴比1:30-1:50,取出后放入烘箱中,温度95-105℃烘干至恒重;
步骤5)所述的使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理的步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,质量浓度为2-10%,工艺为:两浸两轧,轧余率95%;烘干:100℃下烘干(1-3)min;焙烘:120-150℃下烘焙(1-3)min。
6)对经过整理过的涤纶织物进行各项性能测试,主要包括:增重率,毛效,回潮率,白度,断裂强力保留率,断裂伸长率,撕破强力及K/S值。
本发明大分子自组装是指大分子在氢键及静电相互作用、疏水相互作用及范德华力等弱相互作用力推动下,自发形成热力学稳定的有序分子结构的过程。近年来自组装技术已经在科学领域引起了广泛重视,具有良好的应用前景。两亲嵌段共聚物凭借其独特的结构及潜在的应用功能已经成为高分子领域研究的热点,其在生物、医药、化工、材料等领域有着广泛的应用前景。丝素蛋白也属于一种天然的高分子两亲嵌段共聚物,本发明主要使用等电点存在差异的两种天然高分子物质:丝素蛋白(等电点为4.6)以及γ-聚谷氨酸(等电点为3.2),利用其等电点存在的差异,主要通过比较强的静电相互作用力发生组装,其它范德华力、氢键、疏水相互作用等作用也参与形成了高分子物质的自组装体,然后以得到的自组装体为基础,配制整理液,按照一定的处理方法对涤纶面料进行整理改性,计划达到一定的整理效果,改进和革新对涤纶的整理方法。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:
1)对涤纶织物进行碱处理
使用Ca(OH)2作为碱处理剂对涤纶织物进行预处理,处理方法具体如下:组分包括碱Ca(OH)2,促进剂甲基氯化苄乙氧铵,表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚,浓度分别为25g/L,1.0g/L,0.2 g/L的混合溶液,80℃水浴,处理时间为45min,浴比为1:50;
2)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸溶液的制备
选用分子量在50000Da的丝素蛋白,而γ-聚谷氨酸选用的分子量在230000Da,称取一定质量的丝素蛋白溶解于去离子水中,制备质量浓度4%的丝素蛋白溶液,领取一定质量的γ-聚谷氨酸溶液溶解有去离子水中,制备质量浓度也为4%的丝素蛋白溶液;
3)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液的制备
将制备好的质量浓度为4%的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比20:1混合,使用Sonic VCX750超声波细胞破碎仪处理30min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置(型号:PPM-5512)的反应器中,设定转速为50rpm,反应温度为50℃,混合2小时。缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.5,在此条件下持续组装18小时,最后加入0.2%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定12小时,制备好质量浓度为4%丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;
4)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的制备
将制备好的质量浓度为4%, 质量比在20:1的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至7,向其中加入自组装体溶液总量2.5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚,再加入辅助试剂烷基酚环氧乙烷0.2%的缩合物TX-5,搅拌均匀;
5)使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理
将涤纶织物放入自组装整理液中,在60℃浸渍30分钟,浴比1:30,取出后放入烘箱中,温度95℃烘干至恒重。
6)对经过整理过的涤纶织物进行各项性能测试,主要包括:增重率,毛效,白度,断裂强力,静电峰值及衰减时间,透气性见表1。
实施例2
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:
1)对涤纶面料进行一定程度的碱处理;
本发明使用Ca(OH)2作为碱处理剂,处理方法具体如下:组分包括碱Ca(OH)2,促进剂甲基氯化苄乙氧铵,表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚,浓度分别为20g/L,0.5g/L,0.1g/L的混合溶液,65℃水浴,处理时间为65min,浴比为1:30;
2)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸溶液的制备;
选用分子量在20000Da的丝素蛋白,而γ-聚谷氨酸选用的分子量在120000Da,称取一定质量的丝素蛋白溶解于去离子水中,制备质量浓度6%的丝素蛋白溶液,领取一定质量的γ-聚谷氨酸溶液溶解有去离子水中,制备质量浓度也为6%的丝素蛋白溶液;
3)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液的制备;
将制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比10:1混合,使用Sonic VCX750超声波细胞破碎仪处理60min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置(型号:PPM-5512)的反应器中,设定转速为75rpm,反应温度为60℃,混合3小时。缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至4.0的范围,在此条件下持续组装20小时,最后加入0.4 %的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定16小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
4)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的制备;
将制备好的质量浓度为6%, 质量比为10:1的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至8,向其中加入自组装体溶液总量3.0%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚,再加入辅助试剂烷基酚环氧乙烷0.4 %的缩合物TX-5,搅拌均匀;
5)使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理;
将涤纶织物放入自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,工艺为:两浸两轧(轧余率95%)——烘干100℃×2min——焙烘120℃×3min。
6)对经过整理过的涤纶织物进行各项性能测试,主要包括:增重率,毛效,白度,断裂强力,静电峰值及衰减时间,透气性见表1。
实施例3
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:
1)对涤纶面料进行一定程度的碱处理;
使用Ca(OH)2作为碱处理剂,组分包括碱Ca(OH)2,促进剂甲基氯化苄乙氧铵,表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚,浓度分别为30g/L,1.5g/L, 0.3g/L的混合溶液,70℃水浴,处理时间为50min,浴比为1:40;
2)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸溶液的制备;
选用分子量在35000Da的丝素蛋白,而γ-聚谷氨酸选用的分子量在300000Da,称取一定质量的丝素蛋白溶解于去离子水中,制备质量浓度5%的丝素蛋白溶液,领取一定质量的γ-聚谷氨酸溶液溶解有去离子水中,制备质量浓度也为5%的丝素蛋白溶液;
3)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液的制备;
将制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比5:1混合,使用Sonic VCX750超声波细胞破碎仪处理1000min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置(型号:PPM-5512)的反应器中,设定转速为80rpm,反应温度为50℃,混合4小时。缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.7的范围,在此条件下持续组装24小时,最后加入0.35%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)交联剂对胶束结构进行持续固定20小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
4)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的制备;
将制备好的质量浓度为5%, 质量比为5:1的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至9,向其中加入自组装体溶液总量4%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚,再加入辅助试剂烷基酚环氧乙烷0.6%的缩合物TX-5,搅拌均匀;
5)使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理;
将涤纶织物放入自组装整理液中,质量浓度为2-10%,在60-80℃浸渍15-30分钟,浴比1:30-1:50,取出后放入烘箱中,温度95-105℃烘干至恒重。
将涤纶织物放入自组装整理液中,在80℃浸渍20分钟,浴比1:40,取出后放入烘箱中,温度100℃烘干至恒重。
6)对经过整理过的涤纶织物进行各项性能测试,主要包括:增重率,毛效,白度,断裂强力,静电峰值及衰减时间,透气性见表1。
实施例4
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:
1)对涤纶面料进行一定程度的碱处理;
使用Ca(OH)2作为碱处理剂,组分包括碱Ca(OH)2,促进剂甲基氯化苄乙氧铵,表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚,浓度分别为20g/L,0.75 g/L,0.15 g/L的混合溶液,75℃水浴,处理时间为55min,浴比为1:45;
2)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸溶液的制备;
选用分子量在40000Da的丝素蛋白,而γ-聚谷氨酸选用的分子量在500000Da,称取一定质量的丝素蛋白溶解于去离子水中,制备质量浓度7%的丝素蛋白溶液,领取一定质量的γ-聚谷氨酸溶液溶解有去离子水中,制备质量浓度也为7%的丝素蛋白溶液;
3)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液的制备;
将制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比2:1混合,使用Sonic VCX750超声波细胞破碎仪处理120min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置(型号:PPM-5512)的反应器中,设定转速为80rpm,反应温度为55℃,混合6小时。缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,再使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.8的范围,在此条件下持续组装22小时,最后加入0.5%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定36小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
4)丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的制备;
将制备好的质量浓度为7%, 质量比为2:1的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至8.5之间,向其中加入自组装体溶液总量5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚,再加入辅助试剂烷基酚环氧乙烷0.8 %的缩合物TX-5,搅拌均匀;
5)使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理;
将涤纶织物放入自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,工艺为:两浸两轧(轧余率95%)——烘干100℃×3min——焙烘150℃×1min。
6)对经过整理过的涤纶织物进行各项性能测试,主要包括:增重率,毛效,白度,断裂强力,静电峰值及衰减时间,透气性见表1。
表1:整理过的涤纶织物各项性能测试结果表
从实施例1-4的实验数据可以看出,本发明首次将自组装技术应用于纺织领域,通过对涤纶的后整理,发现其有着显著的效果,使涤纶的断裂强力,伸长率,毛效,抗静电性能有了显著提高;白度和增重率得到了一定的提高,透气性与整理前基本持平。因此,自组装技术有利用对涤纶织物的整理和应用。
实施例5
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:1):对涤纶织物进行碱处理;对涤纶面料进行碱处理时,采用Ca(OH)2溶液作为碱处理剂、甲基氯化苄乙氧铵作为促进剂、脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂的混合溶液,浓度分别为20-30g/L、0.5-1.5g/L、0.1-0.3 g/L, 65-80℃水浴,处理时间为65min,浴比为1:50。
2):分别制备质量浓度为2-10%丝素蛋白溶液和质量浓度也为2-10%γ-聚谷氨酸溶液;所述丝素蛋白的分子量在20000-50000Da之间,γ-聚谷氨酸的分子量在120000-500000Da之间。
3):采用步骤)2制备的丝素蛋白溶液和γ-聚谷氨酸溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液包括以下步骤:a、将步骤2)制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比2:1混合,使用超声波细胞破碎仪处理30-120min,处理完毕后注入到EYELA有机合成装置的反应器中,设定转速为80rpm,反应温度为60℃,混合2-6小时;b、混合结束后向反应器中缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.5-4.0的范围,在此条件下持续组装24小时;c、最后加入0.2-0.5%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定36小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
4):采用步骤3)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液;所述的分别制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的步骤是:将步骤3)制备好的质量浓度为10%, 质量比在2:1范围内的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至7-9之间,向其中加入自组装体溶液总量5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、或者交联剂EH,再加入自组装体溶液总量1.0%的辅助试剂烷基酚环氧乙烷的缩合物TX-5,搅拌均匀。
5):使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对步骤1)碱处理过的涤纶织物进行整理。步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中,在80℃浸渍30分钟,浴比1:50,取出后放入烘箱中,温度105℃烘干至恒重;将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,质量浓度为10%,工艺为:两浸两轧,轧余率95%;烘干:100℃下烘干1-3min;焙烘:120-150℃下烘焙1-3min。
实施例6
一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,包括以下步骤:1):对涤纶织物进行碱处理;对涤纶面料进行碱处理时,采用Ca(OH)2溶液作为碱处理剂、甲基氯化苄乙氧铵作为促进剂、脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂的混合溶液,浓度分别为20-30g/L、0.5-1.5g/L、0.1-0.3 g/L, 65-80℃水浴,处理时间为45min,浴比为1:30。
2):分别制备质量浓度为2%丝素蛋白溶液和质量浓度也为2%γ-聚谷氨酸溶液;所述丝素蛋白的分子量在20000-50000Da之间,γ-聚谷氨酸的分子量在120000-500000Da之间。
3):采用步骤)2制备的丝素蛋白溶液和γ-聚谷氨酸溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液包括以下步骤:a、将步骤2)制备好的浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比(20:1)混合,使用超声波细胞破碎仪处理30min(500W/20KHz),处理完毕后注入到EYELA有机合成装置的反应器中,设定转速为30-80rpm,反应温度为30℃,混合2小时;b、混合结束后向反应器中缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.5的范围,在此条件下持续组装18小时;c、最后加入0.2%的碳化二亚胺盐酸化物(EDC)对胶束结构进行持续固定12小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液。
4):采用步骤3)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液;所述的分别制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的步骤是:将步骤3)制备好的质量浓度为2%, 质量比在20:1范围内的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至7-9之间,向其中加入自组装体溶液总量2.5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、或者交联剂EH,再加入自组装体溶液总量0.2%的辅助试剂烷基酚环氧乙烷的缩合物TX-5,搅拌均匀。
5):使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对步骤1)碱处理过的涤纶织物进行整理。步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中,在60℃浸渍15-30分钟,浴比1:30,取出后放入烘箱中,温度95℃烘干至恒重;将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,质量浓度为2%,工艺为:两浸两轧,轧余率95%;烘干:100℃下烘干(1-3)min;焙烘:120-150℃下烘焙(1-3)min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
1. 本发明利用不同分子量的丝素蛋白与γ-聚谷氨酸,利用跨学科大分子组装的最新研究成果,首次应用于纺织领域的后整理方面,从原理及技术来说,开拓了新的研究及应用领域,具有比较深远的意义;
2. 首次制备了丝素蛋白与γ-聚谷氨酸自组装体并将其应用到涤纶织物的后整理过程中,取得了较为显著的效果,使涤纶的断裂强力,伸长率,毛效,抗静电性能有了显著提高;白度和增重率得到了一定的提高,透气性与整理前基本持平;因此本发明具有显著的应用效果;
3. 相比较传统的以化学改性及接支改性来提高丝素蛋白对涤纶整理的方法而言,本发明使用的原料都为天然高分子物质,无毒无污染,整理过程不加入和排放有毒物质,是一种由于传统工艺的织物整理的绿色方法和途径,有着良好的社会效益和环境效益。
Claims (4)
1.一种使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,其特征在于包括以下步骤:1):对涤纶织物进行碱处理;
2):分别制备质量浓度为2-10%丝素蛋白溶液和质量浓度也为2-10%γ-聚谷氨酸溶液;
3):采用步骤)2制备的丝素蛋白溶液和γ-聚谷氨酸溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;
4):采用步骤3)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液;
5):使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对步骤1)碱处理过的涤纶织物进行整理;
步骤1)所述的对涤纶面料进行碱处理时,采用Ca(OH)2溶液作为碱处理剂、甲基氯化苄乙氧铵作为促进剂、脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂的混合溶液,体积浓度分别为20-30g/L、0.5-1.5g/L、0.1-0.3 g/L, 65-80℃水浴,处理时间为45-65min,浴比为1:30-1:50;
所述丝素蛋白的分子量在20000-50000Da之间,γ-聚谷氨酸的分子量在120000-500000Da之间;
步骤3)所述的制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液包括以下步骤:a、将步骤2)制备好的体积浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液按照质量比20:1- 2:1混合,使用超声波细胞破碎仪处理30-120min,处理完毕后注入到EYELA有机合成装置的反应器中,设定转速为30-80rpm,反应温度为30-60℃,混合2-6小时;
b、混合结束后向反应器中缓慢加入等体积的pH为3.5的醋酸盐缓冲液,期间使用0.1mol/L的稀盐酸将体系的pH值调节至3.5-4.0的范围,在此条件下持续组装18-24小时;
c、最后加入0.2-0.5%的碳化二亚胺盐酸化物对胶束结构进行持续固定12-36小时,制备好丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液;
步骤4)所述的分别制备丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液的步骤是:将步骤3)制备好的质量浓度为2-10%,质量比在20:1-2:1的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体溶液取出,将其pH值调节至7-9之间,向其中加入自组装体溶液总量2.5-5%的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、或者交联剂EH,再加入自组装体溶液总量0.2-1.0%的辅助试剂烷基酚环氧乙烷的缩合物TX-5,搅拌均匀。
2.根据权利要求1所述的使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,其特征在于:步骤5)所述的使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理的步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中,在60-80℃浸渍15-30分钟,浴比1:30-1:50,取出后放入烘箱中,温度95-105℃烘干至恒重。
3.根据权利要求1所述的使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,其特征在于:步骤5)所述的使用步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理液对涤纶织物进行整理的步骤是:将涤纶织物放入步骤4)制备的丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装整理液中进行浸轧焙烘整理,质量浓度为2-10%,工艺为:两浸两轧,轧余率95%;烘干:100℃下烘干1-3min;焙烘:120-150℃下烘焙1-3min。
4.根据权利要求1所述的使用丝素蛋白和γ-聚谷氨酸自组装体整理涤纶面料的方法,其特征在于:步骤2)所述的制备好的体积浓度相同的丝素蛋白及γ-聚谷氨酸溶液混合的质量比分别为: 20:1、10:1、 5:1、 2:1。
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