專利名稱：蛋白質(zhì)膨化后戊二醛鑲嵌固定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種有機(jī)酸膨化劑和一種氫鍵斷裂劑對(duì)帶膠生 坯綢的膨化，并在蛋白質(zhì)膨化后，戊二醛鑲嵌固定蛋白質(zhì)的方法。
技術(shù)背景絲綢，歷來被人們認(rèn)為是"纖維皇后"，"人體第二皮膚"。之所以有如此美譽(yù)，蓋因 她是大自然的賦予，是純天然的造物。而桑蠶絲是我國的特產(chǎn)之一，用絲綢制衣在我國已 有幾千年的歷史。絲綢的主要原料是蠶絲，蠶絲由內(nèi)層的絲素(fabroin)和外層的絲膠(sericin)兩部分 組成。 一般所見的生絲"單絲"，是由數(shù)根絲素蛋白纖維通過絲膠的粘附而捻成的。絲膠是球狀蛋白，具有良好的吸放濕性能、抗氧化性、抗紫外線功能和抗菌性能，并 且與人體的生物相容性很好。絲膠中含有大量具有親水性側(cè)鏈的氨基酸，具有良好的吸放 濕性能；能夠抵制日光、微波、化學(xué)物質(zhì)，大氣污染物對(duì)肌膚的侵蝕，能夠很好的抑制活 性氧的發(fā)生，具有很好的抗氧化性能；絲膠中的酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等能有效吸收 紫外線，因此絲膠又有很好的抗紫外線能力；另外，現(xiàn)在又很多文獻(xiàn)報(bào)道，絲膠具有良好 的抗菌性能。蠶絲的絲膠蛋白與人的角蛋白、膠原蛋白等十分相似，與人體的生物相容性 良好。然而，由于制絲及紡織工藝的需要，絲膠最終還是被全部脫凈，因此在制絲及絲綢生 產(chǎn)廠家排放的廢水中含有大量的絲膠。如何在減輕含絲膠污水對(duì)自然環(huán)境造成壓力的同 時(shí)，將絲膠作為一種天然資源來很好地開發(fā)和利用，是一項(xiàng)富有時(shí)代意義的課題。目前，在回收利用繅絲廠廢水中的絲膠研究中，在合成纖維的涂層材料、化妝品和食 品添加劑，在醫(yī)藥、固定化酶載體、高分子材料和水泥漿添加劑等方面被開發(fā)利用的報(bào)道 均較多。另一方面，纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直與人類科技進(jìn)步連在一起的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 人類的消費(fèi)理念也在發(fā)生著變化。進(jìn)入二十世紀(jì)末，回歸自然之風(fēng)的興起，又使人們對(duì)天 然纖維產(chǎn)生了新的熱情，友好產(chǎn)品將越來越多的占據(jù)人們的生活，同時(shí)也對(duì)纖維制品產(chǎn)生 了新的要求，舒適性，保健性，功能化已成了未來消費(fèi)的一種要素。并且，由于生活方式 的改變，人們?cè)诶w維消費(fèi)方式上也形成了多元化的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)在一定程度上也改變著 纖維紡織研究人員的研發(fā)思路。在開發(fā)利用蠶絲絲膠的研究和探索中，絲膠固著始終是一個(gè)引人關(guān)注的課題。絲膠固 著研究的基本設(shè)想是通過交聯(lián)變性降低絲膠的水溶性，使其成為蠶絲表面能持久保留的 部分，以達(dá)到充分利用天然絲膠并省卻或縮短脫膠工序，減少絲素?fù)p傷，把絲膠的優(yōu)良特 性留住的目的。但由于絲膠固著的蠶絲，手感遠(yuǎn)不如精練絲，故一直推行不廣。然而，近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)絲綢產(chǎn)品的要求趨向于個(gè)性化、獨(dú)特化、新穎化，生坯 染色綢在國際市場(chǎng)上已占一席之地。絲膠固著整理再度受到青睞。采用什么樣的固著劑及固著工藝能夠取得較好的固著效果？絲膠的固著對(duì)蠶絲外觀 及機(jī)械物理性能的影響能達(dá)到何種程度？雖然絲膠固著的報(bào)道很多，所選用的固膠劑種類 不一，然而，目前在生產(chǎn)上大量應(yīng)用的并不多見。究其原因，則要么固膠劑不易獲得，要 么環(huán)保性能差，要么固膠效果差或固膠后真絲綢顏色變化大。綜觀整個(gè)固膠研究史，我們發(fā)現(xiàn)戊二醛是一支優(yōu)秀的蛋白質(zhì)交聯(lián)劑，消毒劑，價(jià)廉易 得，戊二醛與蛋白質(zhì)反應(yīng)的特點(diǎn)是活性高，反應(yīng)快，結(jié)合量高，交聯(lián)性能好，交聯(lián)產(chǎn)物的 性質(zhì)穩(wěn)定并可保持蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，固定的蛋白質(zhì)染色性能好，而且經(jīng)鑒定，戊二醛固 定蛋白質(zhì)在苛刻條件下無醛析出。但是戊二醛固定致命弱點(diǎn)就是黃變，所以用戊二醛作帶膠絲固定劑的其他優(yōu)點(diǎn)皆被 掩蓋，使人們望而卻步。戊二醛固定蛋白質(zhì)黃變的最根本的原因由于戊二醛在堿性或高溫 條件下，自身能夠發(fā)生聚合反應(yīng)從而發(fā)生黃變。研究表明，戊二醛與蛋白質(zhì)反應(yīng)時(shí)，主要 是與氨基反應(yīng)，因此可以說是與堿性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，故與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)加速了這種自 身聚合，因此黃變十分明顯，為棕褐色。因此，如何阻止戊二醛聚合，而同時(shí)又使其與絲綢發(fā)生反應(yīng)成為我們研究的課題。此 前從未見過報(bào)道，也未有人做過這方面的實(shí)驗(yàn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在帶膠絲膨化的同時(shí)嵌入戊二醛分子，進(jìn)行絲膠分子內(nèi)交 聯(lián)的工藝方法。該方法的原理是利用有機(jī)酸類膨化劑，在較長時(shí)間的低溫浸漬下斷裂絲膠 內(nèi)氫鍵甚至使絲膠大分子斷裂，然后體積較小的戊二醛分子嵌入絲膠分子溶脹產(chǎn)生的間 隙，阻止了多個(gè)戊二醛分子聚集在帶膠絲綢表面，遇到氨基后發(fā)生分子間聚合，產(chǎn)生黃色 聚合物的現(xiàn)象，隨后在高溫下產(chǎn)生交聯(lián)，發(fā)生復(fù)雜的不可逆反應(yīng)。達(dá)到提高固膠牢度，降 低黃變程度的目的。帶膠絲綢在有機(jī)膨化劑下膨化，然后保留75%的扎余率。密封浸漬，而不是在水溶液
中進(jìn)行的溶脹，所以斷裂下來的大分子不會(huì)丟失，還在原來的位置上。因此，在處理過程 中不會(huì)造成絲膠減少。當(dāng)戊二醛溶液中只含有戊二醛，而無其他物質(zhì)時(shí)，根據(jù)濃度不同，戊二醛溶液pH值 在2.50 6.00之間，會(huì)很容易的與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，交聯(lián)所需溫度也很低，8。C以上即可 交聯(lián)，且溫度越高，交聯(lián)越徹底、完全，但絲綢黃變隨溫度升高而加重。而當(dāng)pH值在2.00 以下時(shí)，在常溫下戊二醛與蛋白質(zhì)幾乎不發(fā)生反應(yīng)，且隨溫度和pH值降低，接枝率越低， 絲綢白度越好。本方法設(shè)計(jì)的巧妙之處在于-1. 甲酸既是一種膨化劑，又可以在試驗(yàn)中充當(dāng)調(diào)節(jié)至低pH值的試劑，以避免戊二醛 發(fā)生自身交聯(lián)聚合，產(chǎn)生黃變現(xiàn)象。2. 尿素既是一種氫鍵斷裂劑，又是在高溫條件下提高生絲白度色澤的必需物質(zhì)。3. 而且作為膨化劑的甲酸在使絲膠分子產(chǎn)生縫隙后，戊二醛分子嵌進(jìn)去，也在很大 程度上減輕了戊二醛分子間的交聯(lián)。4. 低溫低pH值下絲綢和戊二醛并不能交聯(lián)，所以只有浸漬是不夠的，必須在高溫下 處理。本發(fā)明的蛋白質(zhì)膨化后戊二醛鑲嵌固定方法依次通過以下步驟實(shí)現(xiàn)(1) 將真絲綢生坯投入80。C的熱水中，煮6 8h,此時(shí)絲綢在織就過程中，因需分 清經(jīng)、緯而染的易去除的顏色基本褪去；或者用雙氧水漂白液于7(TC下，以50: l的比例褪色lh，取出，于80。C熱水中、4(TC熱水中、冷水中分別清洗5min，置于60。C烘箱中恒溫16h 以上，稱重備用；(2) 生坯綢真絲雙縐經(jīng)褪色初處理，含膠量大約20%，有較好的白度，放入如下配方 的溶液中平平加O: 5 10g/L尿素60g/L98%甲酸80g/L 25%戊二醛2 6%本試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用，不得久置，配制方法如下-按順序加入以上試劑，且要在潤濕劑完全溶解后再加入其它試劑，有的潤濕劑溶解較 慢，可通過加熱至30 4(TC加速溶解；將潤濕劑溶解完全后調(diào)節(jié)水溫至4t:，用單蒸水配 制溶液，然后依次加入尿素，甲酸，戊二醛(切不可提前加入戊二醛，否則易發(fā)生沉淀)。 在4'C下，戊二醛加入20 25分鐘之內(nèi)不會(huì)發(fā)生沉淀，可在這時(shí)把樣品浸漬完全，然后巻 扎；可在4'C冷庫內(nèi)操作；(3) 巻扎完成后，放入塑料袋或其他密封器具內(nèi)密封，于4'C冷庫或冷柜內(nèi)滲透16h;(4) 滲透完成后，在ll(TC下高溫焙烘2.5min，樣品要在密封條件下進(jìn)行，否則甲 酸和戊二醛易揮發(fā)，起不到固定效果；(5) 迅速取出，于冷水中沖洗完全，甩干，于3(TC 5(TC下烘干。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1. 基本不再黃變，本工藝方法實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)想GA固定不黃變。而且可能應(yīng)用于 其它物質(zhì)的固定也不黃變。2. 所用設(shè)備一般的印染廠就可實(shí)現(xiàn)，不需要重添設(shè)備。3. 戊二醛與保膠絲交聯(lián)后，戊二醛與蛋白質(zhì)通過醛基與氨基反應(yīng)發(fā)生一種特殊的， 牢固而不可逆的交聯(lián)，從而具有優(yōu)異殺菌作用。4. 通過交聯(lián)，提高了絲綢織物的濕態(tài)折皺恢復(fù)角，提高織物的抗皺能力。5. 使絲綢獲得一定程度的膨松度，增加絲綢厚重感。6. 在以后的使用和苛刻的檢測(cè)過程中無醛析出。7. 在一般的工業(yè)生產(chǎn)上，精煉絲綢退膠后，需要重新添加重金屬等來加強(qiáng)絲綢的厚 重感，而保膠絲可以免除這套工序，而且保留的絲膠帶有多種綠色環(huán)保健康的優(yōu)點(diǎn)，具有 添加重金屬絲不可比的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:平平加0.2g，尿素2g，甲酸(98%) 2.4g，戊二醛(25%)， 4.8ml (即4%戊二醛溶液)， 配置處理液30ml，浸漬樣品20g左右，扎余率70 75%。樣品在密閉封狀態(tài)下浸漬16~20h， 然后于115 125。C下焙烘2.5 3.5min，，此過程同樣需在密封狀態(tài)下進(jìn)行，立即從烘箱內(nèi)取 出樣品于純凈軟化冷水中清洗，清洗要徹底，甩干，然后于4(TC下烘干。實(shí)施例2:平平加0.3g，尿素3.2g，甲酸(98%) 4.0g，戊二醛(25%)， 8.0ml (即4%戊二醛溶 液)，配置處理液50ml，浸漬樣品32g左右，扎余率70~75%。樣品在密閉封狀態(tài)下浸漬 16~20h，然后于115 125。C下焙烘2.5 3.5rain，，此過程同樣需在密封狀態(tài)下進(jìn)行，立即從 烘箱內(nèi)取出樣品于純凈軟化冷水中清洗，清洗要徹底，甩干，然后于3(TC下烘干。 平平加0.5g，尿素6.4g，甲酸(98%) 8.0g，戊二醛(25%), 16.0ml (即4%戊二醛 溶液)，配置處理液100ml，浸漬樣品65g左右，扎余率70~75%。樣品在密閉封狀態(tài)下 浸漬16 20h，然后于115~125匸下焙烘2. 5 3.5min，，此過程同樣需在密封狀態(tài)下進(jìn)行， 立即從烘箱內(nèi)取出樣品于純凈軟化冷水中清洗，清洗要徹底，甩干，然后于3(TC下烘干。
權(quán)利要求
1、一種蛋白質(zhì)膨化后戊二醛鑲嵌固定方，其特征在于依次通過下列步驟實(shí)現(xiàn)(1)將真絲綢生坯投入80℃的熱水中，煮6～8h，此時(shí)絲綢在織就過程中，因需分清經(jīng)、緯而染的易去除的顏色基本褪去；或者用雙氧水漂白液于70℃下，以50∶1的比例褪色1h，取出，于80℃熱水中、40℃熱水中、冷水中分別清洗5min，置于60℃烘箱中恒溫16h以上，稱重備用；(2)生坯綢真絲雙縐經(jīng)褪色初處理，含膠量大約20％，有較好的白度，放入如下配方的溶液中平平加O5～10g/L尿素60g/L98％甲酸80g/L25％戊二醛2～6％本試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用，不得久置，配制方法如下按順序加入以上試劑，且要在潤濕劑完全溶解后再加入其它試劑，有的潤濕劑溶解較慢，可通過加熱至30～40℃加速溶解；將潤濕劑溶解完全后調(diào)節(jié)水溫至4℃，用單蒸水配制溶液，然后依次加入尿素，甲酸，戊二醛；在4℃下，戊二醛加入20～25分鐘之內(nèi)不會(huì)發(fā)生沉淀，可在這時(shí)把樣品浸漬完全，然后卷扎；可在4℃冷庫內(nèi)操作；(3)卷扎完成后，放入塑料袋或其他密封器具內(nèi)密封，于4℃冷庫或冷柜內(nèi)滲透16h；(4)滲透完成后，在110℃下高溫焙烘2.5min，樣品要在密封條件下進(jìn)行，否則甲酸和戊二醛易揮發(fā)，起不到固定效果；(5)迅速取出，于冷水中沖洗完全，甩干，于30℃～50℃下烘干。
全文摘要
一種蛋白質(zhì)膨化后戊二醛鑲嵌固定方法，利用有機(jī)酸類膨化劑，克服了戊二醛產(chǎn)生黃色聚合物的現(xiàn)象。GA固定不黃變，而且可能應(yīng)用于其它物質(zhì)的固定也不黃變，所用設(shè)備一般的印染廠就可實(shí)現(xiàn)，不需要重添設(shè)備，提高了絲綢織物的濕態(tài)折皺恢復(fù)角，提高了織物的抗皺能力，使絲綢獲得一定程度的膨松度，增加絲綢厚重感，同時(shí)克服了一般的工業(yè)生產(chǎn)上需要重新添加重金屬等來加強(qiáng)絲綢厚重感的不足，本方法保留的絲膠帶有多種綠色環(huán)保健康的優(yōu)點(diǎn)，具有添加重金屬絲不可比的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)D06L3/00GK101130927SQ20071009253
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者向仲懷, 夏慶友, 宋世紅, 成 魯 申請(qǐng)人:重慶拓桑生物科技有限公司