一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，先采用三(2-羧乙基)膦(TCEP)對羊毛織物進(jìn)行前處理，使羊毛纖維角蛋白中的二硫鍵斷裂形成具有較高活性的巰基。然后通過點擊化學(xué)反應(yīng)，使2-丙烯酸-(2-羥基-1，3-亞丙基)二[氧基(2-羥基-3，1-亞丙基)]酯(GDA)與經(jīng)過TCEP前處理的羊毛織物反應(yīng)，即碳碳雙鍵與巰基發(fā)生反應(yīng)，通過化學(xué)鍵合法將富含羥基的分子鏈引入到羊毛蛋白質(zhì)分子中，經(jīng)過處理后的制品具有防氈縮功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的機可洗水平，保有良好的尺寸穩(wěn)定性，且化學(xué)處理的方法還具有一定的耐久性。該方法不僅效果顯著，而且屬于無氯處理，安全環(huán)保。
【專利說明】一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于羊毛織物改性領(lǐng)域，特別涉及一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 羊毛具有許多優(yōu)良特性，如彈性好、吸濕性強、保暖性好、光澤柔和等。毛織物以其 高貴的風(fēng)格、優(yōu)越的服用性能而深受消費者喜愛。然而，未經(jīng)整理的羊毛織物在水洗時經(jīng)不 斷擠壓、揉搓下，會發(fā)生氈縮，從而引起織物尺寸縮小、呢面發(fā)毛、織紋混亂等外觀變化，可 嚴(yán)重影響織物的外觀和服用性能，在一定程度上限制了羊毛的應(yīng)用領(lǐng)域，因此必須通過后 整理的方法對羊毛紡織品進(jìn)行防氈縮整理，使羊毛織物既保持原有的高檔質(zhì)感，又要在服 用性方面有所突破，獲得羊毛紡織品"機可洗"的效果，從而加工出高檔的產(chǎn)品。
[0003] 毛織物氈縮的原因，傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為主要是由羊毛鱗片層結(jié)構(gòu)所引起的定向摩擦 效應(yīng)和羊毛的卷曲、彈性所造成。因此，防止羊毛織物氈縮的方法便是建立在如何減少定向 摩擦效應(yīng)以及改變羊毛單方向運動傾向的基礎(chǔ)上，歸納起來有破壞鱗片層和使聚合物（或 稱樹脂）沉積在纖維表面這兩個方面。
[0004] 目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的是氯化法又稱氯氧化法，是最早被開發(fā)應(yīng)用的防氈縮技 術(shù)，氯化劑可選用含氯物質(zhì)如Cl2、NaCKKNaClO 2、二氯異氰脲酸（DCCA)鹽、三氯異氰脲酸 (TCCA)等。其作用機理是有效氯與鱗片中含胱氨酸殘基最多的鱗片外層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促 使二硫鍵向硫酸反應(yīng)方向進(jìn)行，同時伴有肽鏈的斷裂，使鱗片鈍化或徹底破壞。雖然氯化防 縮工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，但也存在許多缺點：如氯化過程的均勻程度較難保證，羊毛易泛黃， 手感粗硬，纖維易受損傷。羊毛氯化過程中副反應(yīng)多，加工中還會產(chǎn)生有機氯（AOX)污染， AOX在通常情況下難于生物降解，對環(huán)境和人類產(chǎn)生潛在危害。于AOX污染，1987年德國率 先立法，各國紛紛響應(yīng)，對廢水中的AOX (可吸收有機鹵素化合物）加以限制，傳統(tǒng)的氯化防 縮工藝受到制約。
[0005] 氧化技術(shù)類似于氯化技術(shù)，其作用機理是氧化劑與羊毛鱗片層中的二硫鍵發(fā)生氧 化反應(yīng)，使角質(zhì)大分子間二硫鍵斷裂而羊毛鱗片剝蝕或變軟，當(dāng)然也可能伴隨肽鍵斷裂，使 羊毛受到損傷?？梢杂脕碜鲅蛎罋挚s處理的不含氯的氧化劑種類很多，如過氧化氫、高錳 酸鉀和過硫酸鹽等，其中以過硫酸鹽應(yīng)用較廣，另外采用高錳酸鉀和飽和食鹽溶液處理也 較多。
[0006] 近年來蛋白酶處理法隨著人們安全意識的提高也受到廣泛關(guān)注，但單獨采用蛋白 酶對羊毛進(jìn)行生物改性，效果并不是很好，因為鱗片層中的類脂結(jié)構(gòu)，大大降低了酶分子的 可及度，因此也很難有所作為。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種使羊毛具有防氈縮功能的方法，采用該加工方法，不僅 可以使羊毛織物保持原來的各種優(yōu)良性能，而且屬于無氯化過程，綠色環(huán)保，不會對人體和 環(huán)境造成危害。
[0008] 本發(fā)明主要通過兩個步驟來完成以上的功能性整理：
[0009] (1)前處理：用TCEP處理羊毛纖維使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵斷裂產(chǎn)生具有較高活性 的疏基。
[0010] (2)后整理：通過點擊化學(xué)反應(yīng)，將GDA與氨基酸殘基發(fā)生化學(xué)鍵合。
[0011] 水溶性的TCEP是一種極為合適的部分還原試劑，對還原二硫鍵選擇性極強。肽鍵 在堿性條件下易于降解，在酸性及中性條件下對保持角蛋白的分子量有很好的作用。TCEP 對半胱氨酸反應(yīng)的活性強而且?guī)缀鯖]有與其它氨基酸的副反應(yīng)。通過TCEP處理后，蛋白質(zhì) 纖維上的二硫鍵較多的轉(zhuǎn)化為巰基，GDA兩端的烯基易與巰基通過點擊化學(xué)中的烯基-巰 基反應(yīng)進(jìn)行，該反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高。且通過化學(xué)鍵合的整理方法可以有效解決單純靠物 理吸附作用造成的耐久性差等問題。
[0012] 本發(fā)明的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，包括：
[0013] (1)配置三（2-羧乙基）膦的溶液，用緩沖鹽體系將溶液的PH調(diào)至5 ;
[0014] (2)將羊毛織物放入上述溶液，室溫下震蕩；
[0015] (3)將步驟（2)所得到的羊毛織物取出，清洗；
[0016] (4)配置2-丙烯酸-(2-羥基-1，3-亞丙基）二[氧基（2-羥基-3,1-亞丙基）] 酯GDA溶液，用緩沖鹽體系將溶液的PH調(diào)至7. 5,浴比為50 : 1 ;
[0017] (5)將步驟（3)所得的羊毛織物放入上述溶液中，室溫下反應(yīng)；
[0018] (6)取出羊毛織物，清洗，烘干。
[0019] 步驟⑴所述的三（2-羧乙基）膦的溶液濃度為20mmol/L。
[0020] 步驟⑴和⑷所述溶液的溶劑為水/乙醇，體積比1 : 1。
[0021] 步驟（1)和（4)所述的緩沖鹽體系為Na2C03/NaHC0 3。
[0022] 步驟⑵所述的震蕩處理時間為4小時。
[0023] 步驟（4)所述的GDA溶液質(zhì)量百分比濃度為1 % -10 %。
[0024] 步驟（5)所述的反應(yīng)時間為18小時。
[0025] TCEP 米自 Sigma-Aldrich 公司，GDA 米自 Soltec Ventures 公司。
[0026] 三（2-羧乙基）膦（TCEP)是一種非常有效的硫醇類還原劑，廣泛用作蛋白質(zhì)化 學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)研究中二硫鍵的定量還原劑，它可以將羊毛纖維角蛋白中的二硫鍵斷裂還 原為巰基（反應(yīng)機理如圖1所示）。2-丙烯酸-(2-羥基-1，3-亞丙基）二[氧基（2-羥 基-3，1-亞丙基）]酯（GDA)是具有多個羥基和醚基團(tuán)的高反應(yīng)性二丙烯酸酯單體。它的 分子兩端含有碳碳雙鍵，可以通過點擊化學(xué)與巰基發(fā)生反應(yīng)（反應(yīng)機理如圖2所示）。根 據(jù)化學(xué)定型的經(jīng)典機制（Speakman定型理論），二硫鍵的拆散與重建對定型意義重大。且 GDA分子中含有大量的羥基，它接枝在蛋白質(zhì)分子上后，在洗滌的過程中通過氫鍵和水分子 的作用具有可塑性的功能，減少纖維纏結(jié)，達(dá)到防氈縮和"機可洗"的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0027]
[0028] 圖I TCEP前處理的反應(yīng)機理示意圖。
[0029] 圖2是GDA與纖維上的巰基通過點擊化學(xué)發(fā)生反應(yīng)的示意圖。
[0030] 圖3處理前后的羊毛表面掃面電鏡圖：A)未處理；B)處理后。
[0031] 圖4處理和未經(jīng)處理的織物在不同的水洗次數(shù)下的收縮率（％)。

【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0033] 實施例1
[0034] (1)前處理：
[0035] a.取4g羊毛布；
[0036] b.取I. 147gTCEP固態(tài)粉末，置于250ml燒杯中，加入200mL水/乙醇（I : 1)溶 液，攪拌均勻，用Na2C03/NaHC03為緩沖溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為5,配得TCEP溶液；
[0037] c.將羊毛布浸入TCEP溶液中，在燒杯口套上密封薄膜；
[0038] d.將燒杯置于恒溫磁力攪拌水浴鍋中，25°C震蕩處理4小時；
[0039] e.取出羊毛織物，在蒸餾水中充分洗凈，烘干。
[0040] (2)后整理：
[0041] f.取2. 67mL的GDA(含量為75%的水溶液）溶于197. 3mL的水/乙醇（I : 1) 溶液中，
[0042] 配成含GDA為1 %的處理液；
[0043] g.用Na2C03/NaHC03為緩沖溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為7. 5 ;
[0044] h.將前處理后的羊毛織物進(jìn)入GDA溶液中，在室溫下緩慢攪拌，反應(yīng)18個小時；
[0045] i.取出羊毛織物，用去離子水充分清洗，烘干，即得到具有防氈縮功能的羊毛織 物。
[0046] 實施例2
[0047] (1)前處理：
[0048] a.取4g羊毛布；
[0049] b.取I. 147gTCEP固態(tài)粉末，置于250mL燒杯中，加入200mL水/乙醇（I : 1)溶 液，攪拌均勻，用Na2C03/NaHC03為緩沖溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為5,配得TCEP溶液；
[0050] c.將羊毛布浸入TCEP溶液中，在燒杯口套上密封薄膜；
[0051] d.將燒杯置于恒溫磁力攪拌水浴鍋中，25°C震蕩處理4小時；
[0052] e.取出羊毛織物，在蒸餾水中充分洗凈，烘干。
[0053] (2)后整理：
[0054] 1取26.671^的604(含量為75%的水溶液）溶于173.311^的水/乙醇（1:1) 溶液中，配成含GDA為10 %的處理液；
[0055] g.用Na2C03/NaHC03為緩沖溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為7. 5 ;
[0056] h.將前處理后的羊毛織物進(jìn)入GDA溶液中，在室溫下緩慢攪拌，反應(yīng)18個小時；
[0057] i.取出羊毛織物，用去離子水充分清洗，烘干，即得到具有防氈縮功能的羊毛織 物。
[0058] 上述2個實施例中，羊毛布為美利奴羊毛。
[0059] 本發(fā)明使用了兩種平紋美利奴羊毛織物，規(guī)格如下表1所示。TCEP采自美國的 Soltec Ventures公司，GDA購自Sigma-Aldrich公司。其他的試劑均是分析純，在使用過 程中無需進(jìn)一步提純。
[0060] 表1兩種平紋羊毛織物的規(guī)格
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，包括： (1) 配置三（2-羧乙基）膦的溶液，用緩沖鹽體系將溶液的PH調(diào)至5; (2) 將羊毛織物放入上述溶液，室溫下震蕩； (3) 將步驟（2)所得到的羊毛織物取出，清洗； (4) 配置2-丙烯酸-(2-羥基-1，3-亞丙基）二[氧基（2-羥基-3，1-亞丙基）]酯 GDA溶液，用緩沖鹽體系將溶液的PH調(diào)至7. 5,浴比為50 : 1 ; (5) 將步驟（3)所得的羊毛織物放入上述溶液中，室溫下反應(yīng)； (6) 取出羊毛織物，清洗，烘干。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（1) 所述的三（2-羧乙基）膦的溶液濃度為20mmol/L。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（1) 和⑷所述溶液的溶劑為水/乙醇，體積比1 : 1。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（1) 和（4)所述的緩沖鹽體系為Na2C03/NaHC03。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（2) 所述的震蕩處理時間為4小時。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（4) 所述的GDA溶液質(zhì)量百分比濃度為1% -10%。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種使羊毛織物具有防氈縮功能的方法，其特征在于：步驟（5) 所述的反應(yīng)時間為18小時。
【文檔編號】D06M13/224GK104372613SQ201410514035
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】俞丹, 田魏成, 王煒, 孫賓 申請人:東華大學(xué)