O前言
由于羊毛品质、饲养管理和纺织技术的限制,每年都有大量的羊毛短纤维、粗纤维被废弃。如果将废弃的羊毛溶解,制成用于纺织品功能整理的蛋白质溶液,不仅开发了一种有效利用自然资源的新途径,而且以天然高分子材料作为整理剂代替化学整理剂,符合环境保护的要求[1-2]。
本研究选用双氧水和氢氧化钠溶液为溶剂系统溶解羊毛,制得角蛋白溶液。此方法简洁、易操作,且应用成本低。羊毛角蛋白大分子结构中缺少与纤维素纤维直接共价交联的基团,为了提高两者之间的固着率,首先采用高碘酸钠对棉织物进行选择性氧化,将纤维素链单元的两个相邻的仲羟基分别氧化成醛基[3],以使其与整理剂角蛋白质中的一NH发生席夫碱反应而直接形成共价结合[4]。由于羊毛角蛋白分子中含有芳4香族氨基酸,对紫外光具有良好的吸收性[5],故可以改善整理后织物的抗紫外性能。
本试验探索了溶解羊毛的工艺条件,并对角蛋白溶液改性氧化棉织物前后的抗紫外性能进行了测试和分析,为废弃羊毛的利用提供参考。
l试验部分
1.1材料及仪器
织物 14.8tex/14.8tex,524根/10cm×283根/10cm,150g/m2全棉府绸漂白布(吴江市润蕾纺织品有限公司)
试剂 高碘酸钠、氢氧化钠、30%双氧水、盐酸和冰醋酸等,以上均为AR级
仪器 BS210S型全自动光电天平(德国赛多利斯公司),Nicolet5700型红外光谱仪(美国尼高力公司),UV.IO00F纺织品抗紫外因子测定仪(美国Labsphere公司)
1.2样品制备
1.2.1羊毛角蛋白的制备
将羊毛置于pH=2的盐酸溶液中,浸渍2h后,用去离子水洗净,自然晾干待用。取质量为1g洗净的羊毛,置于由氢氧化钠和双氧水配制的水溶液中,浴比1:50,恒温搅拌数小时,得角蛋白粗溶液;经过滤、透析(8000~10000相对分子质量的透析袋)和浓缩,制得角蛋白溶液,用冰醋酸调pH值至4~5,使角蛋白沉淀析出;最后用离心机进行离心去除上层清液,低温烘干得到角蛋白粉末,称量。
1.2.2氧化棉织物的制备
将棉织物置于8g/L的高碘酸钠溶液中,浴比1:50,40℃下避光反应2h;然后将反应后的棉织物于0.1mol/L丙三醇溶液中浸渍30min,用去离子水充分洗涤,在干燥平衡后封袋保存。所得产物为二醛棉织物(简称DCF)。
1.2.3羊毛角蛋白的涂覆处理
将待处理的棉织物置于40L角蛋白溶液中,浴比1:30,于50℃恒温水浴中振荡2h,取出样品;于80℃预烘5min,150℃焙烘5min,再充分洗涤,自然晾干。
1.3测试方法
1.3.1羊毛角蛋白的制得率
取洗净干燥质量为m的羊毛纤维,经溶解、过滤、透析、中和、离心和干燥,得质量为m的角蛋白粉末,则羊毛角蛋白的制得率为:制得率:×100%ml
1.3.2傅里叶红外光谱分析
采用KBr压片法,恒温20℃,湿度65%。
1.3.3棉织物抗紫外线性能
采用GB/T18830-2002《纺织品防紫外线性能的评定》进行检测,织物防紫外线效果用紫外线(UVA、UVB)透过率和紫外线防护指数(UPF)表示。
1.3.4棉织物耐洗牢度
测定洗涤次数不同的角蛋白处理棉织物UPF值,以判定其耐洗牢度。洗涤条件:肥皂2g/L,纯碱2g/L,浴比1:30,40℃,15min/次。各洗涤试样干燥平衡后,再测定相关指标。
2结果与讨论
2.1羊毛角蛋白溶液的制备工艺
若只使用碱液完全溶解废弃羊毛,对氨基酸的破坏作用大,所得羊毛角蛋白相对分子质量比较低。本试验采用双氧水和氢氧化钠溶液作为溶剂,一方面可降低碱液用量,另一方面加人双氧水可提高溶解效率,缩短作用时间,尽量保持角蛋白分子链的完整性,以制得相对分子质量较高的羊毛角蛋白。
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