棉织带丝素蛋白丝质化后处理工艺及其稳定性研究

发布时间：2020-10-22 06:36

　　 棉织物作为一种传统产品,广受消费者喜爱,但棉织物本身固有的一些缺点限制了作为高端产品开发与应用的范围。研究人员正在尝试研究改善或增加相关功能,希望可以扩大其向高端化应用的范围。提高应用棉制品的附加值是当今棉产品的重点。丝素蛋白作为一种天然无害的“新型绿色整理剂”引起了人们的兴趣和受到欢迎,如何将棉制品与丝素蛋白结合是一项值得研究的课题。本文对丝素蛋白处理棉织带的工艺及其稳定性进行研究。具体研究内容如下:(1)丝素蛋白的制备及其粘性研究以桑蚕丝下脚料为原料,经过脱胶,溶解,透析,干燥制得丝素蛋白粉,放冰箱保存备用。丝素蛋白粉以聚乙二醇为交联剂配成丝素蛋白溶液。利用流变仪测试出不同质量浓度的丝素蛋白溶液的粘度随静置时间增加的变化规律,为其对棉织带后处理提供一定的实验和理论依据。结果表明:丝素蛋白溶液的粘度会根据静置时间的增长而降低。静置初期,丝素蛋白溶液粘度下降比较明显,静置时间越长粘度下降的速率越慢,这一现象在丝素蛋白溶液质量浓度的升高时更加明显。(2)丝素蛋白溶液整理棉织带浸轧工艺研究本文采用棉织带浸轧丝素蛋白溶液的方法对棉织带进行丝质化处理,并以丝素蛋白的增重率作为考核指标。浸轧工艺过程主要涉及的因素有丝素蛋白溶液质量浓度、浸轧温度和浸轧压力。分别考察3个因素在单个因素下对增重率的影响,选取合适的实验条件。根据棉织带浸轧后得到的棉织带增重率,通过单个因素试验选定的丝素蛋白溶液质量浓度、浸轧温度和浸轧压力的水平范围分别为3%,5%,7%;60,70,80℃和0.2,0.3,0.4MPa。以丝素蛋白溶液质量浓度、浸轧温度和浸轧压力三个参数为自变量,以增重率为指标,进行正交试验,得出丝素蛋白溶液整理棉织带最优浸轧工艺参数。通过FE-SEM、EDS、FT-IR等测试方法表征丝质化后的棉织带的外观形貌与元素组成。结果表明:制备丝素蛋白溶液,对棉织带浸轧处理。通过正交试验设计得到了最佳的浸轧工艺参数为丝素蛋白溶液浓度为7%,浸轧温度80℃,浸轧压力0.2MPa,此时的增重率最高为13.58%。3个因素影响程度大小为:丝素蛋白溶液质量浓度浸轧压力浸轧温度。通过扫描电镜表征丝质化后棉织带,得到丝素在棉织带表面附着并不均匀;丝素通过浸轧的方式不仅附着在棉织带表面且渗入棉织带纤维之间的缝隙。(3)丝质化后棉织带的稳定性研究将丝质化后的棉织带利用搅拌器(模拟洗衣机工作)搅拌处理,记录不同搅拌时间下的丝素蛋白的质量剩余率,考察其水洗稳定性,并比较浸轧工艺与浸渍工艺下棉织带的水洗稳定性。棉织带利用超声清洗器,考察丝素与棉织带之间的附着强度。取上述浸轧工艺试验中增重率表现较好的丝质化棉织带搅拌处理,得到丝素蛋白溶液质量浓度,浸轧压力和浸轧温度三者对丝质化棉织带水洗稳定性的影响关系。通过往复式平磨仪选用3种不同的摩头(棉织带本身、斜纹棉织带和乳胶手套)和2种压力下模拟棉织带在实际应用中的耐摩稳定性。考察丝质化后棉织带是否满足日常使用需求。结果表明:浸轧处理棉织带水洗稳定性较好且优于浸渍处理棉织带,浸轧处理棉织带水洗稳定性基本能满足日常使用需求。但由超声处理结果可知,丝素蛋白与棉织带之间的附着力有限,易在较大强力处理下被去除和分解。结合增重率和质量剩余率二者指标,得到棉织带浸轧处理丝素蛋白的最佳工艺参数为:丝素蛋白溶液质量浓度为7%,浸轧温度为80℃,浸轧压力为0.2MPa。此结果与只以增重率为考察指标时,得到的最佳工艺参数一致。丝质化后棉织带耐摩稳定性在模拟自身摩擦和肌肤摩擦2种磨头下表现良好,在模拟与外穿衣物摩擦中,丝质化后棉织带耐摩稳定表现一般。但基本能满足日常使用要求。上述实验结果可知,丝素蛋白溶液浸轧处理棉织带的最佳工艺参数,以及丝质化后的棉织带具有良好的水洗稳定性和耐摩稳定性。为棉产品升级、提高附加值提供实验参考和理论依据。
【学位单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS116
【部分图文】：

浙江理工大学硕士学位论文 棉织带丝素蛋白丝质化后处理工艺及其稳定性研究丝素蛋白质大分子是一种高聚物，有 18 种氨基酸，这 18 种不同种类的氨基酸的排列和组成，都按照相应的规则。其中侧基上的丝氨酸，甘氨酸和丙氨酸能按照一定序列结构形成规则的链段，占全部的 85%左右，且这些链段多存在于丝素蛋白的结晶区。非结晶区域主要存在拥有较大侧基的色氨酸、酪氨酸与苯丙氨酸等。丝素蛋白的分子量在 3.65×105 左右，结晶度约为 55%[3-4]。

线团和螺旋结构；另外还有单独斜着的晶体，具有折叠层，由于丝素蛋白这种特殊的大分子聚合物蛋白质，因此丝素大分子聚合物蛋白质不具有生物应该有的活性。图 1.2 中看出丝素蛋白大分子构象中含有无规结构和螺旋态。此外, 作为新

图 1.3 纤维素大分子结构式3.1 棉的改性研究物理改性方法是纤维素的物理形态发生变化，纤维素或纤维素衍生物的化学构单元未发生变化，如薄膜化、微粉化、球状化等。由纤维素及纤维素衍生物得的多种分离膜广泛用于反渗透、超滤等分离工艺中。纤维素通过调整结晶度
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本文编号：2851236