羊毛角蛋白酶—蛋白酶一浴法防毡缩整理

论文摘要

羊毛织物作为一种高档纺织面料,由于其丰满、挺括、保暖性好等特点,长期受到人们青睐。但特殊的鳞片结构使其极易发生毡缩,并给染色、整理等纺织加工带来困难。蛋白酶作用于羊毛纤维,能催化肽键水解,被认为是替代传统的氯化-树脂防毡缩整理工艺的最具潜力的方法。但羊毛鳞片外层由胱氨酸含量极高的角蛋白构成,蛋白酶对其没有降解作用,因此必须对羊毛进行氧化或还原等预处理,存在环境污染问题。角蛋白酶是专一性降解角蛋白的一类蛋白酶,由真菌、放线菌或细菌等多种微生物产生,对毛、发、羽、鳞、甲等含角蛋白底物具有降解作用,在饲料、医药、食品、制革等领域应用广泛。本文采用一株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）产角蛋白酶和蛋白酶一浴法处理羊毛,通过毡缩率、减量率、强力、染色性能、织物风格、抗起毛起球性、白度等指标考察两种酶协同作用对羊毛防毡缩以及其他性能的影响,并结合蛋白多肽释放速率曲线、Allworden反应、SEM、红外光谱、氨基酸分析等手段,对一浴法的协同效应对羊毛的作用机理做了初步研究,并针对一浴法强力损伤过大的缺点,采用MTG修复强力损伤。试验结果表明:与羊毛未处理样以及单独酶处理样相比,经角蛋白酶和蛋白酶一浴法处理后的羊毛织物毡缩率明显降低,可达到机可洗的要求,上染速率提高,白度增加,抗起毛起球性能提高,但织物的减量率较大,强力下降,染色K/S值降低。水解液中蛋白多肽浓度变化显示一浴法能有效提高蛋白多肽的释放速率,并且蛋白酶对角蛋白酶的结构稳定性没有明显影响;羊毛Allw?rden现象和润湿性测试结果表明鳞片表层类脂已基本去除;SEM结果显示羊毛鳞片已基本剥离;红外光谱数据显示,一浴法能将鳞片层胱氨酸氧化成磺基丙氨酸;氨基酸分析结果表明,处理后羊毛的大部分氨基酸含量下降。说明角蛋白酶能促进蛋白酶对羊毛鳞片的降解,两者一浴法的协同作用能有效去除羊毛鳞片,对羊毛具有明显的改性作用。采用MTG能有效修复一浴法的强力损伤,并使织物毡缩率进一步下降,润湿性、染色性能进一步改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 羊毛的组成结构及其毡缩性能
• 1.1.1 羊毛的组成
• 1.1.2 羊毛的鳞片结构
• 1.1.3 羊毛皮质层结构
• 1.1.4 羊毛CMC 结构
• 1.1.5 羊毛的毡缩机理
• 1.2 羊毛防毡缩整理的原理及方法
• 1.2.1 羊毛防毡缩原理
• 1.2.2 减法防毡缩方法
• 1.2.3 加法防毡缩方法
• 1.3 角蛋白酶
• 1.3.1 角蛋白酶分类
• 1.3.2 角蛋白酶降解角蛋白机理
• 1.4 谷氨酰胺转胺酶
• 1.4.1 谷氨酰胺转胺酶简介
• 1.4.2 谷氨酰胺转胺酶在纺织中的应用
• 1.5 研究的目的、意义及内容
• 1.5.1 研究的目的、意义
• 1.5.2 研究的主要内容
• 第二章 试验材料、仪器和方法
• 2.1 试验材料及试剂
• 2.2 试验仪器
• 2.3 试验方法及工艺
• 2.3.1 角蛋白酶处理
• 2.3.2 蛋白酶处理
• 2.3.3 角蛋白酶+蛋白酶一浴法处理
• 2.3.4 MTG 处理
• 2.3.5 染色工艺
• 2.3.6 羊毛角蛋白溶液的制备
• 2.4 性能测试方法
• 2.4.1 角蛋白酶活力
• 2.4.2 织物毡缩率
• 2.4.3 织物减量率
• 2.4.4 织物断裂强力
• 2.4.5 纤维断裂强力
• 2.4.6 碱溶解度测试
• 2.4.7 上染速率曲线的测定
• 2.4.8 K/S 值的测定
• 2.4.9 染色牢度测试
• 2.4.10 织物的风格测试
• 2.4.11 织物抗起毛起球性测试
• 2.4.12 白度测试
• 2.4.13 蛋白多肽释放速率测试
• 2.4.14 羊毛的Allw（o|¨）rden 反应
• 2.4.15 SEM 测试
• 2.4.16 织物润湿接触角测试
• 2.4.17 水滴润湿时间测试
• 2.4.18 FTIR-ATR 分析
• 2.4.19 氨基酸分析
• 第三章 不同酶处理工艺对羊毛防毡缩整理效果的影响
• 3.1 单独酶处理及复合酶处理后羊毛防毡缩效果比较
• 3.2 角蛋白酶与蛋白酶一浴法对羊毛防毡缩影响因素分析
• 3.2.1 角蛋白酶用量对一浴法羊毛防毡缩效果的影响
• 3.2.2 处理时间对一浴法羊毛防毡缩效果的影响
• 3.3 不同酶处理工艺下羊毛减量率对防毡缩效果的影响
• 3.4 不同酶处理工艺对羊毛强力的影响
• 3.5 不同工艺处理后羊毛的碱溶解度
• 3.6 本章小结
• 第四章 不同酶处理工艺对羊毛其他性能的影响
• 4.1 不同酶处理工艺对羊毛染色性能的影响
• 4.1.1 不同酶处理工艺对羊毛上染百分率和表面深度的影响
• 4.1.2 不同酶处理工艺对羊毛染色牢度的影响
• 4.2 不同酶处理工艺对织物风格的影响
• 4.2.1 不同酶处理工艺对羊毛弯曲特性的影响
• 4.2.2 不同酶处理工艺对羊毛压缩特性的影响
• 4.3 不同酶处理工艺对羊毛织物起毛起球性的影响
• 4.4 不同酶处理工艺对羊毛白度和色度的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 不同酶处理工艺对羊毛作用机理探讨
• 5.1 不同酶处理工艺对蛋白多肽释放速率的影响
• 5.2 角蛋白酶+蛋白酶一浴法降解羊毛处理液观察
• 5.3 不同酶处理工艺对织物润湿性的影响
• 5.4 不同工艺处理后羊毛的Allw（o|¨）rden 现象
• 5.5 不同工艺处理后羊毛的SEM 分析
• 5.6 不同工艺处理后羊毛表面红外光谱
• 5.7 不同酶处理工艺对羊毛氨基酸含量的影响
• 5.8 阳离子染料佐证角蛋白酶处理后羊毛表面电荷性
• 5.9 本章小结
• 第六章 MTG 修复强力损伤及对羊毛其他性能的影响
• 6.1 MTG 对一浴法处理后羊毛强力的修复
• 6.2 MTG 对羊毛防毡缩性能的影响
• 6.3 MTG 对羊毛染色性能的影响
• 6.4 MTG 对羊毛白度的影响
• 6.5 MTG 对织物润湿性的影响
• 6.6 本章小结
• 第七章 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文