一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法，屬于紡織生物【技術(shù)領(lǐng)域】。旨在解決傳統(tǒng)化學(xué)法真絲織物阻燃整理時(shí)耐洗性不高、高溫焙烘中真絲易損傷、纖維制品白度易下降等缺陷。本發(fā)明利用酪氨酸酶對真絲纖維中酪氨酸殘基具有催化氧化作用的特性，將絲素蛋白中酪氨酸殘基氧化成反應(yīng)性較強(qiáng)的多巴醌結(jié)構(gòu)，促使含伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑與其發(fā)生接枝反應(yīng)，并通過氮-磷協(xié)同效應(yīng)提高真絲織物的阻燃功效，實(shí)現(xiàn)生物酶法真絲阻燃整理。工藝流程包括：真絲織物預(yù)處理、酪氨酸酶催化含伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑接枝、水洗和烘干后處理。通過本發(fā)明處理的絲織物不僅阻燃性能得到改善，織物的力學(xué)機(jī)械性能也有提升。與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比，采用酪氨酸酶催化真絲織物進(jìn)行阻燃處理，加工過程能耗低、效率高、污染少，有利于環(huán)境保護(hù)。
【專利說明】一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用酪氨酸酶的催化氧化作用，將具有伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑接枝到真絲纖維表面，賦予真絲織物阻燃性的方法，屬于紡織生物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]阻燃紡織品長期以來多應(yīng)用于消防、軍隊(duì)等特種行業(yè)，近年來隨著科技發(fā)展和生活水平提高，人們的安全意識越來越強(qiáng)，對日常服用面料及室內(nèi)裝飾用織物的阻燃要求也越來越高。為減少火災(zāi)對人們生命及財(cái)產(chǎn)帶來的損失，世界各國先后致力于新型織物阻燃技術(shù)的研究，開發(fā)阻燃性能優(yōu)異的紡織品，同時(shí)制定了各種法規(guī)，對特定紡織品的阻燃性能進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。在常用紡織纖維原料中，真絲纖維具有光澤優(yōu)雅、手感滑爽、吸濕性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，是高檔面料、家用和裝飾用紡織品常用的纖維材料。與棉、麻和滌、粘等纖維原料相比，真絲屬于蛋白質(zhì)類，含有較多的半胱氨酸、胱氨酸和甲基硫氨酸等，纖維中氮元素含量高且易吸濕，其纖維本身的阻燃性較好。但是，真絲與其他纖維混紡(交織)或加工中添加不同助劑時(shí)，會不同程度地降低真絲纖維制品的阻燃性，因此仍需借助于化學(xué)或生物方法提高真絲織物的阻燃性。
[0003]目前，紡織品常用的阻燃整理劑包括無機(jī)鹽類和有機(jī)類，前者產(chǎn)品包括硼和鋁化合物、氫氧化鎂和氯化銨等，后者有鹵素類和氮磷系阻燃劑等。常用的織物阻燃工藝包括浸軋焙烘、高溫粘合或涂層整理等，這些工藝應(yīng)用于真絲織物阻燃整理時(shí)，在賦予織物阻燃性的同時(shí)，也不同程度上存在著某些缺陷，如阻燃效果耐洗性不高、高溫焙烘中纖維強(qiáng)力受損，面料易泛黃和手感變差等。因此，如何通過優(yōu)化阻燃整理工藝，在提高真絲纖維制品阻燃性的同時(shí)，減少對纖維損傷等弊病是探究的重點(diǎn)。
[0004]酪氨酸酶(Tyrosinase)是一種多酚氧化酶，能催化氧化具有酚羥基結(jié)構(gòu)的底物形成反應(yīng)性較強(qiáng)的多巴醌，引發(fā)底物與含伯胺基結(jié)構(gòu)的化合物接枝。真絲纖維中酪氨酸殘基含量較高(約占總量10% )，根據(jù)酪氨酸酶對酪氨酸殘基中酚羥基結(jié)構(gòu)具有催化氧化作用的特性，可借助于酪氨酸酶催化真絲與含伯胺基結(jié)構(gòu)的阻燃整理劑接枝，實(shí)現(xiàn)生物酶法真絲阻燃整理。不同阻燃整理劑中，磷-氮系阻燃劑具有磷-氮協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果比較好。根據(jù)真絲纖維中含氮量高的特點(diǎn)，可選用具有伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑作為整理劑，借助于酪氨酸酶催化其在絲素蛋白表面接枝，通過磷-氮協(xié)同效應(yīng)以獲得較好的阻燃效果。與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比，以酪氨酸酶催化真絲與具有伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑進(jìn)行生物法整理具有反應(yīng)條件溫和，更為安全高效的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種生物法真絲織物阻燃整理方法。使用本發(fā)明可提高真絲織物的阻燃性，解決傳統(tǒng)化學(xué)法阻燃整理中能耗高、纖維損傷大和環(huán)境污染嚴(yán)重的技術(shù)問題，達(dá)到優(yōu)化阻燃整理效果，提高真絲紡織品品質(zhì)的目的。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法，其特征是通過酪氨酸酶的催化氧化作用，將含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑接枝到真絲纖維表面，提高真絲織物的阻燃性。
[0007]具體工藝如下:
[0008](I)真絲預(yù)處理:根據(jù)真絲織物絲線與結(jié)構(gòu)緊度不同，以乙二胺四乙酸二鈉(EDTA) /尿素水溶液進(jìn)行溶脹預(yù)處理，凈洗后備用。
[0009]處理工藝處方及條件:EDTA0?1.0g/L,尿素0?1.0g/L,潤濕、滲透劑0?5g/L,溫度20?50°C，處理時(shí)間0?2小時(shí)。
[0010](2)酪氨酸酶處理:以酪氨酸酶對真絲織物進(jìn)行催化氧化處理。
[0011]處理工藝處方及條件:酪氨酸酶I?200U/g織物，潤濕、滲透劑0?5g/L，處理溫度20?40°C，pH范圍6.0?8.0，時(shí)間2?12小時(shí)。
[0012](3)有機(jī)磷阻燃劑接枝:以含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑對經(jīng)酪氨酸酶處理的真絲進(jìn)行
浸潰處理。
[0013]處理工藝處方及條件:有機(jī)磷阻燃劑5?50g/L，潤濕、滲透劑0?5g/L，處理溫度20?40°C，pH范圍6.0?8.0，時(shí)間2?12小時(shí)。
[0014](4)水洗、干燥后處理:酶處理后真絲織物以去離子水充分凈洗，60°C烘干備用。
[0015]一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法，適用處理的織物包括各類真絲梭織、針織純紡產(chǎn)品、以真絲為主要原料的混紡及交織產(chǎn)品；應(yīng)用的酪氨酸酶包括了動物、植物和微生物等不同來源的酶品種；應(yīng)用的含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑包括磷酸乙醇胺、阿侖膦酸鈉、帕米膦酸鈉、阿倫磷酸等；酶處理中可以加入聚氧乙烯型非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑作潤濕、滲透劑，也可以不加入任何潤濕、滲透劑；酶處理前可根據(jù)真絲織物結(jié)構(gòu)緊度決定是否采用溶脹預(yù)處理工藝；酶處理中酪氨酸酶和阻燃整理劑可同浴分步添加，也可以采用二浴法分別處理。
[0016]本發(fā)明的有益后果
[0017]本發(fā)明利用酪氨酸酶催化氧化絲素，實(shí)現(xiàn)阻燃劑在真絲織物表面接枝，達(dá)到提高絲織物阻燃效果的目的，與傳統(tǒng)化學(xué)法真絲織物阻燃整理相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)酶催化效率高，利用具有伯胺基的有機(jī)磷化合物作為阻燃劑，在酪氨酸酶催化作用下接枝到真絲纖維表面，具有反應(yīng)效率高，酶制劑用量少的優(yōu)點(diǎn)。
[0019](2)反應(yīng)條件緩和，在低溫近中性條件下完成阻燃劑在真絲纖維表面的催化接枝，避免了化學(xué)整理時(shí)高溫焙烘易使絲纖維損傷的缺陷，對織物手感影響也較小。
[0020](3)利用酪氨酸酶催化有機(jī)磷阻燃劑在真絲纖維表面接枝，不但可提高真絲織物的阻燃性，還能促進(jìn)絲素上酪氨酸殘基與相連肽鏈上氨基鍵合，有利于改善絲織物的力學(xué)機(jī)械性能。
[0021](4)采用生物酶催化真絲織物阻燃整理，處理工藝安全高效、能耗低。
【具體實(shí)施方式】
[0022]采用酪氨酸酶催化氧化絲素，將具有伯胺基的有機(jī)磷阻燃劑接枝在真絲纖維表面，提高真絲織物阻燃性的具體實(shí)施例如下:
[0023]實(shí)施1:本實(shí)施所選真絲織物為電力紡，酪氨酸酶和有機(jī)磷阻燃劑處理采用同浴分步進(jìn)行。[0024](I)酪氨酸酶處理:真絲織物在酪氨酸酶溶液中浸潰處理4小時(shí)，其中酪氨酸酶25U/g織物，滲透劑0.5g/L溶液，溫度30。。，pH = 7.0。
[0025](2)有機(jī)磷阻燃劑接枝:真絲經(jīng)酪氨酸酶處理4小時(shí)，加入阿侖膦酸鈉(10g/L)，在溫度30°C、pH = 7.0條件下繼續(xù)處理4小時(shí)。
[0026](3)后處理:酶處理后絲織物以去離子水充分凈洗，60°C烘干備用。
[0027]試樣1:經(jīng)阿侖膦酸鈉浸潰處理空白樣；
[0028]試樣2:經(jīng)酪氨酸酶、阿侖膦酸鈉處理樣；
[0029]經(jīng)上述工藝處理后，試樣I的極限氧指數(shù)(L0I值)為22.4%，相對于處理前試樣經(jīng)向強(qiáng)力保留率為99%，緯向強(qiáng)力保留率98% ;試樣2的極限氧指數(shù)為26.6%，經(jīng)向強(qiáng)力保留率為102%，緯向強(qiáng)力保留率103%。
[0030]實(shí)施2:本實(shí)施所選真絲織物為雙縐綢，酪氨酸酶和有機(jī)磷阻燃劑處理采用二浴法分別進(jìn)行。
[0031](I)真絲預(yù)處理:以EDTA和尿素溶液對真絲織物進(jìn)行預(yù)溶脹，其中EDTA 0.25g/L，尿素0.25g/L，滲透劑0.25g/L，溫度40°C，處理時(shí)間I小時(shí)，處理絲織物充分凈洗。
[0032](2)酪氨酸酶處理:經(jīng)預(yù)處理的真絲織物在酪氨酸酶溶液中浸潰處理6小時(shí)，其中酪氨酸酶50U/g織物，滲透劑0.25g/L溶液，溫度30°C，pH = 7.0。
[0033](3)阻燃劑接枝:將酪氨酸酶處理后的真絲織物取出，在阿侖膦酸鈉溶液中處理6小時(shí)，其中阿侖膦酸鈉15g/L、溫度30°C、pH= 7.0。
[0034](4)后處理:酶處理后絲織物以去離子水充分凈洗，60°C烘干備用。
[0035]試樣3:經(jīng)預(yù)溶脹和阿侖膦酸鈉處理空白樣；
[0036]試樣4:經(jīng)預(yù)溶脹、酪氨酸酶和阿侖膦酸鈉組合處理樣；
[0037]經(jīng)上述工藝處理后，試樣3的極限氧指數(shù)為23.2%，相對于處理前試樣經(jīng)向強(qiáng)力保留率為96%，緯向強(qiáng)力保留率為95% ;試樣的4極限氧指數(shù)為28.0%，經(jīng)向強(qiáng)力保留率為103*%，諱向強(qiáng)力保留率104*%。
[0038]通過對實(shí)施例數(shù)據(jù)分析:本發(fā)明工藝所處理真絲織物，不僅阻燃性能得到改善，纖維制品強(qiáng)力也得到提高。與傳統(tǒng)化學(xué)阻燃整理相比，生物酶法阻燃整理具有較好的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種生物酶法真絲織物阻燃整理方法，其特征是利用酪氨酸酶催化氧化真絲纖維中酪氨酸殘基，實(shí)現(xiàn)絲素與含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑接枝，提高真絲織物的阻燃性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)真絲織物以乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)/尿素水溶液進(jìn)行絲織物選擇性溶脹預(yù)處理，工藝處方及條件=EDTAO?1.0g/L，尿素0?1.0g/L，潤濕、滲透劑0?5g/L，溫度20?50°C，時(shí)間0?2小時(shí)；預(yù)處理后充分凈洗備用； (2)步驟(I)處理的樣本以酪氨酸酶浸潰處理，處理工藝處方及條件:酪氨酸酶I?200U/g織物，潤濕、滲透劑0?5g/L溶液，溫度20?40°C，pH范圍6.0?8.0，時(shí)間2?12小時(shí)； (3)步驟(2)處理的樣本以含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑浸潰處理，處理工藝處方及條件:有機(jī)磷阻燃劑5?50g/L，潤濕、滲透劑0?5g/L溶液，溫度20?40°C，pH范圍6.0?8.0，時(shí)間2?12小時(shí)； (4)酶處理后真絲織物以去離子水充分凈洗，60°C烘干后備用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述織物包括各類真絲梭織、針織純紡產(chǎn)品、以真絲為主要原料的混紡及交織產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述酪氨酸酶可來源于動物、植物和微生物，所述的含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑包括磷酸乙醇胺、阿侖膦酸鈉、帕米膦酸鈉、阿倫磷酸等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于其中步驟(2)、(3)處理中酪氨酸酶和含伯胺基有機(jī)磷阻燃劑既可以同浴分步添加，也可以采用二浴法分別處理。
【文檔編號】D06M16/00GK103526543SQ201210318957
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】王平, 邱華, 成鋼, 袁久剛, 崔莉, 王強(qiáng), 范雪榮 申請人:江南大學(xué)