CN113882141A - 一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 - Google Patents
一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113882141A CN113882141A CN202111327841.XA CN202111327841A CN113882141A CN 113882141 A CN113882141 A CN 113882141A CN 202111327841 A CN202111327841 A CN 202111327841A CN 113882141 A CN113882141 A CN 113882141A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fabric
- flame
- retardant
- biological
- biomass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 93
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 36
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 36
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 33
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 34
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 31
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 11
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- 108010013296 Sericins Proteins 0.000 claims description 10
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 claims description 10
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 claims description 10
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 1-O-galloyl-3,6-(R)-HHDP-beta-D-glucose Natural products OC1C(O2)COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC1C(O)C2OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 TUSDEZXZIZRFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001263 FEMA 3042 Substances 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N Penta-digallate-beta-D-glucose Natural products OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-PPKXGCFTSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- LRBQNJMCXXYXIU-QWKBTXIPSA-N gallotannic acid Chemical compound OC1=C(O)C(O)=CC(C(=O)OC=2C(=C(O)C=C(C=2)C(=O)OC[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)[C@@H](OC(=O)C=3C=C(OC(=O)C=4C=C(O)C(O)=C(O)C=4)C(O)=C(O)C=3)O2)OC(=O)C=2C=C(OC(=O)C=3C=C(O)C(O)=C(O)C=3)C(O)=C(O)C=2)O)=C1 LRBQNJMCXXYXIU-QWKBTXIPSA-N 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920002258 tannic acid Polymers 0.000 claims description 3
- 229940033123 tannic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 235000015523 tannic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000008564 Boehmeria nivea Species 0.000 claims description 2
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 claims description 2
- 102000014171 Milk Proteins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010011756 Milk Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N Phytic acid Natural products OP(O)(=O)OC1C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C(OP(O)(O)=O)C1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 108010073771 Soybean Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 238000009990 desizing Methods 0.000 claims description 2
- 235000021239 milk protein Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229940068041 phytic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000467 phytic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 claims description 2
- 229940001941 soy protein Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 12
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- -1 Co2 + Chemical compound 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- HKYGSMOFSFOEIP-UHFFFAOYSA-N dichloro(dichloromethoxy)methane Chemical compound ClC(Cl)OC(Cl)Cl HKYGSMOFSFOEIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- AKXUUJCMWZFYMV-UHFFFAOYSA-M tetrakis(hydroxymethyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].OC[P+](CO)(CO)CO AKXUUJCMWZFYMV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- MCONGYNHPPCHSD-UHFFFAOYSA-N 3-dimethoxyphosphoryl-n-(hydroxymethyl)propanamide Chemical compound COP(=O)(OC)CCC(=O)NCO MCONGYNHPPCHSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229920001461 hydrolysable tannin Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/38—Oxides or hydroxides of elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
- D06M13/238—Tannins, e.g. gallotannic acids
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- D06M15/15—Proteins or derivatives thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/04—Vegetal fibres
- D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
- D06M2200/30—Flame or heat resistance, fire retardancy properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明公布了一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，首先对棉织物进行碱处理，再通过静电吸附作用将生物质蛋白和生物质酸层层组装在碱处理后织物的表面，然后将其分别浸泡在不同的二价金属离子溶液中使其与生物质酸发生离子交换，生成不同的生物质酸络合盐，从而制得一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物。这类生物质阻燃整理剂相较传统的无卤磷系阻燃整理剂在使用过程中低烟、低毒、无卤，制备过程也没有甲醛等致癌物参与或中间体生成，且其来源广泛，是对丝绸制品过程废料的充分利用，是一种成本较低且环保绿色的阻燃整理剂，本发明制备工艺简单，具有良好的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法。
背景技术
随着社会的进步和科技的发展，纺织品的消费量与品种呈现逐年急剧增加的趋势。其应用范围覆盖了实际生活的方方面面，如农业、医疗、工业、军事、纺织业、交通运输等各个领域。但是，纺织产品的极易燃性使其成为了引发火灾的巨大潜在隐患，如何降低纺织品燃烧危险性，减少人民生命财产的损失，己然成为近年来世界各国十分重视并竭力解决的问题之一。因此，研发新型低烟、低毒和环境污染小的环保型阻燃整理剂，开发性能优异的阻燃纺织品是目前应对纺织品阻燃的一大潮流，有机隣阻燃剂由于具有低烟、低毒、无卤、高效阻燃的优点，受到国内外学者广泛的重视。目前，市场上使用最广泛的棉织物含磷阻燃剂为THPC和Pyrovatex CP，但其存在生产工艺与应用上安全等方面的缺陷，此外，在合成THPC的过程中，用到的原料甲醛与中间体双氯甲醚均对人体有致癌性，且此类方法具有较大的危险性。同时，无机磷系阻燃纤维又因发烟量大、燃烧后产生毒烟且不环保等问题而备受质疑。
制备阻燃纤维、织物阻燃涂层整理、阻燃纤维和阻燃整理相结合是目前制备阻燃纺织品的主要方法。其中，阻燃涂层整理主要是通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合等作用，在纺织品表面固着阻燃剂，从而赋予其可调控的阻燃效果。例如，苏州大学的唐人成等人[Journal of Cleaner Production.20March 2020,119545]应用了单宁酸和亚铁离子的组合，制得三元单宁酸-亚铁离子-丝绸络合物，同时赋予丝绸织物以持久的阻燃和抗菌效果，所制备的丝织物极限氧指数从23.6％显着增加至27.5％，抗菌率从22％显着提高到95％，这项研究提出了一种用于丝绸的环保阻燃处理方法，并提出了可水解单宁在纺织品阻燃改性中的新应用。四川大学的王玉忠等人[Polymer Degradation andStability.December 2012,Pages 2487-2491]提出通过螺环季戊四醇磷酸二酰氯(SPDPC)与酒石酸(TA)的反应，合成了一种新型阻燃剂聚(1,2-二羧基乙烯螺环季戊四醇双膦酸酯)(PEPBP)，含有 21.2％的PEPBP的棉织物物的极限氧指数值为33.8，比未处理棉织物的极限氧指数值高14.4，这项研究为合成新型无甲醛阻燃整理剂提供了新的方法。利用生物质阻燃剂进行棉织物阻燃涂层整理尽管已取得显著效果，但仍存在阻燃单体成本较高、阻燃效率低、耐久性差、工艺流程繁杂等问题，且对织物的服用性能影响较大。与传统阻燃处理方法相比，这类应用仍然未有工业化生产的迹象，亟需新的阻燃材料/方法研究来推动其发展。
综上所述，本发明基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，首先对织物表面进行碱处理，将纤维表面的油脂、浆料、以及无定形短纤维溶解，从而增加织物表面的活性基团，然后通过酸性和碱性溶液分别调节生物蛋白和生物质酸的电负性，通过静电吸附的方式，将两种生物质阻燃剂沉积在织物表面，再将整理过的织物分别放入不同的二价金属离子溶液中，通过离子交换反应，获得络合有不同金属离子的阻燃涂层，提升阻燃效率和耐水洗性，且本发明原料易得、加工工艺简单、实验过程不需要任何有毒溶剂，绿色环保，所制备的生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物，可应用于医疗、服装等领域，具有良好的推广价值。
发明内容
本发明基于各类生物质阻燃材料制备的方法，并结合层层自组装技术与喷涂技术，提供了一种实施容易、工艺简单的生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法。
本发明核心思想(附图1)是：提供了一种生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，首先利用浓碱溶液对织物表面的油脂、浆料以及无定形纤维进行前期处理，增大织物表面的活性基团，然后将生物质蛋白和生物质酸通过层层自主装的技术沉积在织物表面，随后将组装后织物分别浸泡于不同二价金属离子溶液中，经金属离子与生物质酸发生离子交换和络合反应后即得到不同金属离子络合的阻燃整理剂，这种通过生物质原材料来制备阻燃整理剂的方法，原料易得，方法简单，并创新性地利用蛋白质与生物质酸的协效阻燃行为，消除了目前氯系阻燃剂燃烧时释放有毒气体的弊端，同时消除了目前磷系阻燃剂在制备和使用时所产生的甲醛、双氯甲醚等致癌物质，有望为环保、绿色、低毒阻燃整理剂提供一种设计新方法。
一种生物质蛋白与金属离子络合生物质酸织物阻燃整理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先将织物在碱性溶液中于60-90℃恒温水浴条件下脱浆处理一小时，后用蒸馏水将上述织物洗涤至中性，自然风干备用。
S2、将生物质蛋白和生物质酸分别加入水中，超声溶解，配制成溶液，用氢氧化钠溶液调节生物质蛋白溶液的pH至8-12，用盐酸溶液调节生物质酸溶液的pH至2-6，使两种溶液呈现不同的电性，然后将两种生物质溶液交替喷涂于S1中所制织物表面，将其自然风干后备用。
S3、将S2中所制织物分别浸泡在不同的二价金属离子溶液中使其与生物质酸发生络合，从而制得一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸的阻燃涂层织物。
优选地，所述步骤S1中，碱性溶液为氢氧化钾和/或氢氧化钠溶液，浓度为0.4g/L-200g/L。
优选地，所述步骤S1中，织物为纯棉织物、涤棉混纺布、苎麻布的一种或多种。
优选地，所述步骤S2中，生物质蛋白水溶液的含量为1g/L-10g/L。
优选地，所述步骤S2中，生物质蛋白为丝胶蛋白、大豆蛋白、牛奶蛋白中的一种或多种。
优选地，所述步骤S2中，生物质酸水溶液的含量为1g/L-8g/L。
优选地，所述步骤S2中，生物质酸为海藻酸、单宁酸、植酸中的一种或多种。
优选地，所述步骤S2中，将生物质蛋白水溶液和含量生物质酸水溶液分1-10次交替喷涂在棉织物表面，每次喷涂的表面固含量为 1g/m2-20g/m2，最终总表面固含量为1-15g/m2。
优选地，所述不同二价金属离子为Fe2+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Co2+、 Ni2+中的一种或多种，所述二价金属离子的浓度为10g/L-50g/L。
一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物，使用任一项所述的方法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一、基于传统阻燃整理剂的基础，本发明使用了创新的原料。具体来说，传统的阻燃整理剂在无卤的基础上使用了低烟、低毒、无卤、高效的磷系阻燃剂，然而这类阻燃剂在使用和制备过程中都会释放有毒气体和致癌物。随着社会环保意识的增强，研究人员对无毒且环境友好的阻燃剂关注度随之升高，而本发明所使用的生物质蛋白和生物质酸可解决使用过程甲醛等有害气体的释放等问题，且其来源广泛，且在是一种环境友好型阻燃整理剂。
二、本发明使用的生物质蛋白如丝胶蛋白，其占蚕丝量的 20％～30％，因其对丝织品加工及性能造成的负面影响而必须去除，因此，产生极大的污染与浪费。本发明所使用的阻燃剂原料为工业生产中的废弃原料，可有效利用丝胶等废弃物，变废为宝，对环境保护和资源的循环利用具有重要的意义。
三、本发明通过调节生物质蛋白和生物质酸的酸碱性，然后充分利用溶液的电负性，将两种阻燃剂通过喷涂静电组装的方式整理到织物表面，相比较传统的整理方式更为可控、简洁、环保。
四、本发明将海藻酸与不同二价金属离子发生离子交换反应，这种金属离子络合海藻酸赋予织物机体良好的阻燃性能，催化基材成碳，且离子交联的涂层具有良好的耐水洗性，从多方面提高了阻燃效果。这种金属离子的阻燃催化作用为设计具有优异阻燃性能的生物基涂层提供了有效的方法。
附图说明
图1为所述阻燃整织物的制备示意图；
图2为金属离子与海藻酸络合反应示意图；
图3为丝胶粉末的扫描电镜图；
图4为含不同金属离子织物燃烧过后的炭层扫描电镜图。
具体实施方式
本发明选用丝胶蛋白与海藻酸为阻燃整理剂、棉织物作为被处理织物作为实施例进行代表说明，仅代表本发明实施内容的一部分，并不用于限制本发明,其依然可对所述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。
实施例
结合附图1-4，一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，将棉织物置于浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中处理一小时，同时保持其外置条件为80℃恒温水浴，然后用蒸馏水将氢氧化钠处理后的棉织物洗涤至中性，自然风干。将丝胶蛋白和海藻酸分别溶解在水中获得其溶液，用1mol/L氢氧化钠溶液调节丝胶蛋白水溶液pH至9，用1mol/L盐酸溶液调节海藻酸水溶液pH至5，使得两种溶液分别带有正负电荷；然后将含量为5g/L的生物质蛋白喷涂在棉织物表面，保证棉织物表面生物蛋白负载量为4g/m2，再将含量为4g/L的生物质酸喷涂在棉织物表面，保证棉织物表面生物质酸负载量为2g/m2。上述两种溶液使用交替喷涂5轮整理在棉织物表面，最终棉织物表面的阻燃剂固含量为4g/m2。自然风干24小时后将上述处理后棉织物分别浸泡在浓度为30g/L的Fe2+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、 Co2 +、Ni2+二价金属离子溶液中，使其与海藻酸发生络合，生成不同的海藻酸盐，从而制得一种基于丝胶蛋白与金属离子络合海藻酸阻燃涂层棉织物。
对各类织物经行阻燃处理之后，并用极限氧指数仪、差示扫描量热仪等仪器测试阻燃织物的极限氧指数。
表一 各类金属与海藻酸络合的燃烧测试
表二：阻燃等级燃烧标准
取不同含量生物质酸与不同含量丝胶蛋白处理的阻燃织物进行对比，将不同负载量的生物质阻燃涂层在同一温度条件下进行燃烧测试，观察不同氮含量和金属离子络合酸对织物阻燃效果，用极限氧指数仪测量不同负载量阻燃涂层的极限氧指数，对其氧指数进行对比分析，找到最佳含量。
取同一浓度下生物质蛋白和生物质酸处理的阻燃织物，然后浸泡在同一金属离子的不同浓度下经行对比，将处理好的阻燃织物浸泡在不同浓度的二价金属溶液中。进行离子交换反应，制的不同含量的生物质酸金属络合盐，用极限氧指数仪测量不同金属含量阻燃织物的极限氧指数，对其氧指数进行对比分析，找到二价金属离子最佳浓度。
取同一浓度下生物质蛋白和生物质酸处理的阻燃织物，然后浸泡在不同的二价金属溶液中，发生离子交换反应，制的不同金属离子的生物质酸金属络合盐，用极限氧指数仪测量不同金属离子阻燃织物的极限氧指数，对其氧指数进行对比，对比不同金属离子络合生物质酸盐的阻燃效果。
表征方法说明：
通过场发射扫描电镜SEM(德国Zeiss公司ULTRA 55)观察所述阻燃织物燃烧前后的表面形貌以及燃烧前后的产物元素。
通过极限氧指数仪来测量不同金属络合生物质酸的极限氧指数，以此来判断不同金属离子络合生物质酸处理的棉织物阻燃效果。
通过热重分析仪来测量阻燃织物质量随热量变化的曲线，来探究阻燃织物的裂解过程。来衡量阻燃织物的热稳定性。
通过阻燃等级标准(如图表二)，对本发明中阻燃样品进行阻燃等级评估。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)
1.一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将织物在碱性溶液中于60-90℃恒温水浴条件下脱浆处理一小时，后用蒸馏水将上述织物洗涤至中性，自然风干备用。
S2、将生物质蛋白和生物质酸分别加入水中，超声溶解，配制成溶液，用氢氧化钠溶液调节生物质蛋白溶液的pH至8-12，用盐酸溶液调节生物质酸溶液的pH至2-6，使两种溶液呈现不同的电性，然后将两种生物质溶液交替喷涂于S1中所制织物表面，将其自然风干后备用。
S3、将S2中所制织物分别浸泡在不同的二价金属离子溶液中使其与生物质酸发生络合，从而制得一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸的阻燃涂层织物。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，碱性溶液为氢氧化钾和/或氢氧化钠溶液，浓度为0.4g/L-200g/L。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，织物为纯棉织物、涤棉混纺布、苎麻布的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，生物质蛋白水溶液的含量为1g/L-10g/L。
5.根据权利要求4所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，，所述步骤S2中，生物质蛋白为丝胶蛋白、大豆蛋白、牛奶蛋白中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，生物质酸水溶液的含量为1g/L-8g/L。
7.根据权利要求5所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，生物质酸为海藻酸、单宁酸、植酸中的一种或多种。
8.根据权利要求5-7任一项所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将生物质蛋白水溶液和含量生物质酸水溶液分1-10次交替喷涂在棉织物表面，每次喷涂的表面固含量为1g/m2-20g/m2，最终总表面固含量为1-15g/m2。
9.根据权利要求5-7任一项所述的一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述不同二价金属离子为Fe2+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Co2 +、Ni2+中的一种或多种，所述二价金属离子的浓度为10g/L-50g/L。
10.一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111327841.XA CN113882141A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111327841.XA CN113882141A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113882141A true CN113882141A (zh) | 2022-01-04 |
Family
ID=79017720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111327841.XA Pending CN113882141A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113882141A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115466519A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-13 | 浙江理工大学 | 角蛋白协同层状双金属氢氧化物纳米阻燃剂及其制备方法 |
| CN115613366A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-17 | 杭州富阳数马装饰工艺品有限公司 | 一种阻燃窗帘布及其制备工艺 |
| CN116254703A (zh) * | 2023-03-11 | 2023-06-13 | 浙江理工大学 | 基于丝胶蛋白的生物质席夫碱类阻燃改性织物的合成方法、阻燃改性织物 |
| CN116695279A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-09-05 | 江苏恒力化纤股份有限公司 | 具有自修复火灾预警功能的同轴气凝胶纤维及其制备方法 |
-
2021
- 2021-11-10 CN CN202111327841.XA patent/CN113882141A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115466519A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-13 | 浙江理工大学 | 角蛋白协同层状双金属氢氧化物纳米阻燃剂及其制备方法 |
| CN115466519B (zh) * | 2022-10-19 | 2023-06-02 | 浙江理工大学 | 角蛋白协同层状双金属氢氧化物纳米阻燃剂及其制备方法 |
| CN115613366A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-17 | 杭州富阳数马装饰工艺品有限公司 | 一种阻燃窗帘布及其制备工艺 |
| CN116254703A (zh) * | 2023-03-11 | 2023-06-13 | 浙江理工大学 | 基于丝胶蛋白的生物质席夫碱类阻燃改性织物的合成方法、阻燃改性织物 |
| CN116695279A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-09-05 | 江苏恒力化纤股份有限公司 | 具有自修复火灾预警功能的同轴气凝胶纤维及其制备方法 |
| CN116695279B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-11-24 | 江苏恒力化纤股份有限公司 | 具有自修复火灾预警功能的同轴气凝胶纤维及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113882141A (zh) | 一种基于生物质蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃织物的制备方法 | |
| Zhang et al. | Construction of durable eco-friendly biomass-based flame-retardant coating for cotton fabrics | |
| Liu et al. | Eco-friendly flame retardant and smoke suppression coating containing boron compounds and phytic acids for nylon/cotton blend fabrics | |
| CN114438771A (zh) | 一种基于反应型丝胶蛋白与金属离子络合生物质酸阻燃涤棉的制备方法 | |
| Li et al. | A multifunctional coating towards superhydrophobicity, flame retardancy and antibacterial performances | |
| Liu et al. | Synthesis of P–N–Si synergistic flame retardant based on a cyclodiphosphazane derivative for use on cotton fabric | |
| Xia et al. | Facile fabrication of multifunctional cotton fabric by AgNC@ boronate polymer/crosslinked chitosan | |
| Xu et al. | Enhancing antibacterial and flame-retardant performance of cotton fabric with an iminodiacetic acid-containing N-halamine | |
| Liu et al. | Preparation of durable and flame retardant lyocell fibers by a one-pot chemical treatment | |
| CN107524009B (zh) | 聚乙酰亚胺/聚双酚酸苯基磷酸酯/海藻酸钠三组分阻燃改性苎麻织物及其制备方法 | |
| CN102808326B (zh) | 一种改性无机纤维布的制备方法 | |
| CN103304156B (zh) | 一种改善玻纤及其复合滤料性能的涂层配方及实施方法 | |
| Huang et al. | Two birds, one stone: Enhancement of flame retardancy and antibacterial property of viscose fabric using an aminoazole-based cyclotriphosphazene | |
| Sun et al. | Bifunctional modification of cotton fabrics treated with a novel polysiloxane-based polymer: Flame-retardant and hydrophobic properties | |
| Liu et al. | An efficient anti-flaming phosphorus-containing guanazole derivative for cotton fabric | |
| CN108117835A (zh) | 一种无铬耐指纹环保涂料及其制备方法 | |
| Hou et al. | A self-assembled bio-based coating with phytic acid and DL-arginine used for a flame-retardant and antibacterial cellulose fabric | |
| CN112359597B (zh) | 一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法 | |
| Wang et al. | Preparation of durable antibacterial and electrically conductive polyacrylonitrile fibers by copper sulfide coating | |
| Huang et al. | A novel flame retardant for cotton containing ammonium phosphonic acid and phosphonate prepared from urea | |
| CN109944070A (zh) | 一种自熄性阻燃棉织物及其制备方法和应用 | |
| Liu et al. | Enhanced hydrophobicity for high-performance oil–water separation via co-deposition of Fe (Ⅱ) and lauryl gallate on composite fabric | |
| Zhang et al. | Superhydrophobicity, self-cleaning and flame retardancy properties of cotton fabric | |
| Chen et al. | Flame-retardant, antibacterial and hydrophobic multifunctional coatings on cotton fabrics via layer-by-layer self-assembly | |
| CN111718517B (zh) | 一种高阻燃性的导电复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |