[发明专利]一种通过酶法改性提升羊毛纤维制品染色性能的方法

说明书

本发明公开了一种通过酶法改性提升羊毛纤维制品染色性能的方法，属于纺织生物技术领域。旨在通过双氧水进行羊毛预处理，结合蛋白激酶A催化羊毛中丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化，使纤维表面产生较多负电性基团，实现阳离子染料对羊毛纤维染色，提升羊毛纤维制品的染色性能。具体步骤包括：(1)羊毛双氧水预处理；(2)蛋白激酶A催化羊毛磷酸化；(3)阳离子染料染色；(4)水洗和干燥后处理。与通过化学法在羊毛上引入负电性基团，并实现阳离子染料染羊毛相比，本发明述及的方法酶催化反应效率高，羊毛磷酸化反应条件缓和，羊毛纤维制品的染色性能改善明显。

技术领域

本发明涉及一种通过酶法改性提升羊毛纤维制品染色性能的方法，其特征是通过双氧水进行羊毛纤维预处理，再借助蛋白激酶A催化纤维中丝氨酸和苏氨酸残基的羟基磷酸化，增加阳离子染料在羊毛上的得色量，提升羊毛纤维制品染色性能，属于纺织生物技术领域。

背景技术

羊毛纤维包括鳞片层、皮质层和髓质层。羊毛纤维大分子结构由18种氨基酸组成，其中极性氨基酸残基包括酸性氨基酸、碱性氨基酸和含羟基的氨基酸等。在pH低于纤维等电点的酸性条件下，羊毛纤维表面带正电荷；在等电点以上的近中性及碱性条件下，羊毛纤维表面带负电荷。

羊毛纤维制品染色中最常用的染料包括酸性染料、酸性媒介染料、中性染料和毛用活性染料等。其中，酸性染料颜色鲜艳、色谱齐全，且匀染性好，在羊毛染色中应用较为广泛。另一方面，由于酸性染料分子量较小，染料与纤维间氢键和范德华力较弱，因此为提高染色深度，需加酸促染，使纤维上氨基离子化后与染料负电性基团结合。由于酸性染料与蛋白质纤维间的离子键不够稳定，水洗时染料较易从纤维表面脱落，从而造成染物湿处理牢度低。为提高羊毛纤维制品的染色牢度，酸性媒介染料和酸性含媒染料在羊毛染色中酸性染料染色中得到应用。与酸性染料相比，两者染色深度和牢度有所增加，但染物颜色鲜艳度不够，且酸性媒介染料染色中金属盐易残留在纤维制品中，不仅影响纺织品的安全性，还易产生环境污染，增加印染废水处理的负担。此外，毛用活性染料能通过与羊毛纤维形成共价键，提升染物湿处理牢度，但染色中也存在染料利用率低、某些色牢度(如汗光牢度、湿摩擦牢度)不能满足要求的缺陷。与上述染料相比，阳离子染料溶于水后，能电离生成带正电荷的有色离子，具有色光鲜艳、耐光牢度好等优点，目前多用于含负电性基团的腈纶、阳离子可染涤纶等合成纤维染色。为实现阳离子染料对羊毛染色，也有研究采用含有磺酸基的一氯均三嗪衍生物作为阴离子型改性剂，在高温碱性条件下使其与羊毛发生亲核取代反应，在羊毛纤维上引入负电性磺酸基，通过增加纤维表面负电性，促进阳离子染料上染羊毛。

羊毛纤维中含醇羟基的丝氨酸和苏氨酸残基占约16％，在羊毛酶法改性加工中，蛋白激酶A能催化三磷酸腺苷(ATP)上的γ-磷酸基团转移至羊毛纤维大分子的丝氨酸或苏氨酸残基上，使其侧链上的羟基磷酸化，形成带负电的磷酸基团，促进阳离子染料对羊毛纤维染色。本发明中首先以过氧化氢进行羊毛氧化预处理，使羊毛鳞片层中胱氨酸的二硫键断裂，破坏羊毛鳞片层结构的完整性，不仅有利于后续蛋白激酶A的催化反应，氧化过程中二硫键断裂产生的硫酸根还能增加纤维表面的负电性，增加对阳离子染料的亲和力；在氧化预处理基础上，再以蛋白激酶A催化羊毛中丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化，改善羊毛纤维制品的染色性能。与通过化学法在羊毛上引入负电性基团，并实现阳离子染料上染羊毛相比，以本发明述及的方法能在低温缓和条件下进行羊毛纤维酶催化改性，避免了高温碱性条件对羊毛的损伤，且阳离子染料染色后的纤维制品染色深度和色牢度较高。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种通过酶法改性提升羊毛纤维制品染色性能的方法，使用本发明可实现阳离子染料对羊毛纤维染色，获得较高染色深度和色牢度，提升羊毛纤维制品的染色性能。

本发明的技术方案：一种通过酶法改性提升羊毛纤维制品染色性能的方法，其特征是通过双氧水进行羊毛预处理，结合蛋白激酶A催化羊毛中丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化，使纤维表面产生较多负电性基团，增加染色中阳离子染料的结合量，提升羊毛纤维制品的染色性能，具体工艺与步骤如下：

(1)羊毛双氧水预处理：以双氧水进行羊毛纤维制品预处理；