CN108998978B - 蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备方法 - Google Patents

蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备方法，将废弃羊毛以浴比为1:20置于变性剂尿素、表面活性剂、强碱和水制成的混合溶液中，混合反应后经醋酸调节pH，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成溶液，加入助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。本发明蛋白质浆料萃取于废弃羊毛，富含较多的氨基、羧基等活性基团，该基团与纤维素纤维具有较好的亲和力，可有效增强纤维间的粘联，提高纱线强力，改善毛羽的贴附。还含有较多的半胱氨酸且分子量较小，可渗透羊毛纤维内部，在一定程度上增加该纤维内部大分子之间的分子间作用力，进而改善羊毛纤维的力学性能，提高其纱线强力。

Description

蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备 方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体涉及一种蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备方法。
背景技术
浆纱是纺织加工工艺的重要工序，其目的主要是改善纱线的强力，使其在加工过程中能够承受反复强烈的机械作用，进而降低纱线在加工的断头率，提高纱线的可织性及产品品质。
羊毛纤维具有典型的鳞片结构，该结构降低羊毛纤维对常规浆料的亲和力，使其纱线上浆困难。然而，羊毛单纤细度较棉型纤维粗，其断裂强度较低，采用常规浆料进行浆纱，上浆率需达到很高值才能实现所需浆纱效果，不利于后序的退浆处理。因此该原料产品多采用股线织造，限制了对单经单纬高档轻薄毛织物的开发。
目前粘胶用蛋白质浆料主要是聚乙烯醇类浆料，该浆料成膜性好，但化学需氧量高，可降解性差，属于污染型浆料。
芳纶短线纱线断裂强力较高，但是在织造的过程中，纱线之间的摩擦易积累静电，形成毛羽，毛羽纠缠造成梭口不清，降低了纱线的可织性，影响最终产品的品质；另外，芳纶纱线制品多为防护类产品，织物紧度较大，易退浆是浆料选择的重要观测点。因此，芳纶短纤纱线浆料需做到“易退浆、抗静电、贴毛羽”等性能。
蛋白质中富含较多的氨基、羧基等活性基团与纤维素中的羟基具有较好的亲和性，且蛋白质具有较好的可降解性，合理控制蛋白质的水解过程可得到水溶性蛋白质，该蛋白质作为浆料，可实现低温上浆、易退浆、可生物降解等问题。
科学解决精纺毛纱上浆问题是开发单经单纬高档轻薄毛织物的关键技术，研究出一种精纺毛纱用浆料是毛纺行业关注的热点。
发明内容
本发明提出了一种蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用及制备方法，解决了现有浆料上浆困难，退浆麻烦，可降解性差等问题。
实现本发明的技术方案是：蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用，所述蛋白质浆料由废弃羊毛制成。
将精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱置于蛋白质浆料中，上浆温度为10-80℃。
将废弃羊毛以浴比为1:20置于变性剂尿素、表面活性剂、强碱和水制成的混合溶液中，混合反应后经醋酸调节pH，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成溶液，加入助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。
所述变性剂尿素、表面活性剂、强碱和水的质量比为8:2:5:90。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或十八烷基磺酸钠中的任意一种，所述助剂为十二烷基磺酸钠、N-溴琥珀酰亚胺或EDTA中的任意一种，所述强碱为氢氧化钠。
所述混合溶液的pH为11-12，于95-100℃混合反应3h，醋酸调节pH为4.5-7，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成质量分数为5-20 %的溶液，加入占蛋白质粉末0.5wt %的助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。
所述喷雾干燥的工艺参数为：干燥介质为150-160℃的热空气，热风量在60-70m3/h，进料速率为0.15-0.25ml/s，进料温度20-30℃。
将废弃羊毛置于变性剂尿素、表面活性剂、强碱和水制成的混合溶液中，混合溶液的pH为11-12，于95-100℃下混合反应3h，经醋酸调节pH为4.5-7，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成质量分数为5-20%的溶液，加入占蛋白质粉末0.5wt%的助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或十八烷基磺酸钠中的任意一种，所述助剂为十二烷基磺酸钠、N-溴琥珀酰亚胺或EDTA中的任意一种，所述强碱为氢氧化钠。
所述蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明蛋白质浆料的制备方法，制备工艺简单、生态环保。
（2）本发明蛋白质浆料萃取于废弃羊毛，富含较多的氨基、羧基等活性基团，该基团与纤维素纤维具有较好的亲和力，可有效增强纤维间的粘联，提高纱线强力，改善毛羽的贴附。还含有较多的半胱氨酸且分子量较小，可渗透羊毛纤维内部，在一定程度上增加该纤维内部大分子之间的分子间作用力，进而改善羊毛纤维的力学性能，提高其纱线强力。
（3）本发明蛋白质浆料，由于主要成分为水解蛋白，水溶性好，因此上浆温度可在10-80℃之间，且配方简单，可操作性强，大大降低企业能耗。
（4）本发明蛋白质浆料，由于主要成分为水解蛋白，水溶性好，退浆只需水洗处理即可完成，耗水量低，残留浆液具有较好的生物降解性，具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1浆料处理后的精纺毛纱的纵向（A）和横向（B）SEM图；
图2是实施例2浆料处理后的精纺毛纱的纵向（A）和横向（B）SEM图；
图3是实施例9浆料处理后的毛/粘混纺纱的纵向（A）和横向（B）SEM图；
图4是实施例10浆料处理后的毛/粘混纺纱的纵向（A）和横向（B）SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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
一种精纺毛纱用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于100℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为6，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，分别配置蛋白质的质量百分比为10%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到精纺毛纱用蛋白质浆料。
图1中A为精纺毛纱的纵向形态，可以看出蛋白质浆料可以有效的将精纺毛纱中的纤维与纤维之间粘连在一起，实现纱线强力的改善与毛羽的帖附，图1B为精纺毛纱的横截面，可以反应蛋白质浆料可以有效的渗透到纱线内部，是纱线内部的纤维之间粘连，进而改善纱线的强力。
利用本实施例浆料对精纺毛纱进行上浆，其浆纱性能如下表所示。
Figure 674740DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
一种精纺毛纱用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为7，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt N-溴琥珀酰亚胺混合均匀，得到精纺毛纱用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
一种精纺毛纱用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4.5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为6.5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为15%的水溶液，加入0.5%wt EDTA混合均匀，得到精纺毛纱用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure 700203DEST_PATH_IMAGE003
实施例4
一种精纺毛纱用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4.5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为6.5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到精纺毛纱用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例5
一种粘胶用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为6mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于100℃处理3小时后，经醋酸滴定至溶液pH值为6，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，分别配置蛋白质的质量百分比为5%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到粘胶用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE005
实施例6
一种粘胶用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为7mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经醋酸滴定至溶液pH值为7，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为10%的水溶液，加入0.5%wt N-溴琥珀酰亚胺混合均匀，得到粘胶用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例7
一种粘胶用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为6.5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经醋酸滴定至溶液pH值为5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为15%的水溶液，加入0.5%wt EDTA混合均匀，得到粘胶用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE007
实施例8
一种粘胶用蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为6mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经醋酸滴定至溶液pH值为5.5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到粘胶用蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE008
实施例9
一种毛/粘混纺纱蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于100℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为6，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，分别配置蛋白质的质量百分比为10%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到毛/粘混纺纱蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE009
实施例10
一种毛/粘混纺纱蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt表面活性剂SDS、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于95℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为7，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt N-溴琥珀酰亚胺混合均匀，得到毛/粘混纺纱蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE010
实施例11
一种毛/粘混纺纱蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4.5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt十六烷基磺酸钠、氢氧化钠以及溶剂水配制而成的PH值为11的溶液，于100℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为4.5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt EDTA混合均匀，得到毛/粘混纺纱蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE011
实施例12
一种毛/粘混纺纱蛋白质浆料的制备方法，包括以下步骤：
将废弃羊毛置于终浓度为4.5mol/L的变性剂尿素、0.5%wt十八烷基磺酸钠、强碱以及溶剂水配制而成的PH值为12的溶液，于98℃处理3小时后，经乙酸滴定至溶液pH值为5，该滴定液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白粉末，配置蛋白质的质量百分比为20%的水溶液，加入0.5%wt酸性蛋白酶的SDS混合均匀，得到毛/粘混纺纱蛋白质浆料。
本实施例浆料的性能
Figure DEST_PATH_IMAGE012
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用，其特征在于：所述蛋白质浆料由废弃羊毛制成，具体步骤如下：将废弃羊毛以浴比为1:20置于变性剂尿素、表面活性剂、氢氧化钠和水制成的混合溶液中，变性剂尿素、表面活性剂、氢氧化钠和水的质量比为8:2:5:90，所述混合溶液的pH为11-12，于95-100℃混合反应3h，醋酸调节pH为4.5-7，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成质量分数为5-20 %的溶液，加入占蛋白质粉末0.5wt %的助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。
2.根据权利要求1所述的蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用，其特征在于：将精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱置于蛋白质浆料中，上浆温度为10-80℃。
3.根据权利要求1所述的蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或十八烷基磺酸钠中的任意一种，所述助剂为十二烷基磺酸钠、N-溴琥珀酰亚胺或EDTA中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的蛋白质浆料在精纺毛纱、粘胶和毛/粘混纺纱中的应用，其特征在于：所述喷雾干燥的工艺参数为：干燥介质为150-160℃的热空气，热风量在60-70m3/h，进料速率为0.15-0.25ml/s，进料温度20-30℃。
5.一种蛋白质浆料的制备工艺，其特征在于步骤如下：将废弃羊毛置于变性剂尿素、表面活性剂、氢氧化钠和水制成的混合溶液中，变性剂尿素、表面活性剂、氢氧化钠和水的质量比为8:2:5:90，混合溶液的pH为11-12，于95-100℃下混合反应3h，经醋酸调节pH为4.5-7，调节后溶液经活性炭吸附、抽滤及喷雾干燥得到蛋白质粉末，将蛋白质粉末配制成质量分数为5-20%的溶液，加入占蛋白质粉末0.5wt%的助剂混合均匀，得到蛋白质浆料。
6.根据权利要求5所述的蛋白质浆料的制备工艺，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或十八烷基磺酸钠中的任意一种，所述助剂为十二烷基磺酸钠、N-溴琥珀酰亚胺或EDTA中的任意一种。
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