本發(fā)明涉及一種基于酶促接枝含磷殼寡糖的蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理方法，其特征是通過酪氨酸酶催化蛋白質(zhì)纖維接枝殼寡糖，結(jié)合己糖激酶催化殼寡糖磷酸化，賦予蛋白質(zhì)纖維制品阻燃性的方法，屬于紡織生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著紡織品在家紡領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量不斷增加，由紡織品使用不當(dāng)引起的火災(zāi)也日趨增多。常見天然纖維和化學(xué)纖維均具有一定的可燃性，在高溫條件下會(huì)裂解，生成的部分氣體能與空氣混合形成可燃性氣體，當(dāng)遇到明火時(shí)會(huì)燃燒。為減少火災(zāi)對(duì)人們生命及財(cái)產(chǎn)帶來的損失，科研人員先后致力于新型織物阻燃技術(shù)的研究，開發(fā)阻燃性能優(yōu)異的特種纖維和阻燃紡織品，同時(shí)制定了各種法規(guī)，對(duì)特定紡織品的阻燃性能進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。
目前，常用的纖維制品阻燃加工方法可分為二大類。第一類是以阻燃纖維為原料進(jìn)行織物織造，即在紡絲過程中添加阻燃材料制成阻燃纖維(多用于合成纖維)，但由于阻燃劑對(duì)纖維結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能有不同程度上的影響，需嚴(yán)格限制阻燃材料的添加量，因此也難以獲得理想的阻燃效果。第二類是采用纖維制品阻燃整理的方法，即以浸軋焙烘的方法進(jìn)行阻燃整理，包括非耐久性阻燃整理和耐久性阻燃整理。其中，非耐久性整理多以硼砂-硼酸、聚磷酸銨、氫氧化鎂等溶液進(jìn)行織物浸軋，雖工藝簡單，但整理效果沒有耐洗性；耐久阻燃整理工藝多以磷－氮系阻燃劑為整理劑，采用包括高溫焙烘或涂層整理的方法，使整理劑與纖維高溫下反應(yīng)或表面成膜，從而獲得較好的耐洗性。耐久性阻燃整理由于處理溫度較高，容易使纖維強(qiáng)力受損，對(duì)于羊毛和蠶絲類蛋白質(zhì)纖維制品而言，織物外觀和手感影響也較大，易產(chǎn)生泛黃和手感下降。
采用生物酶法進(jìn)行蛋白質(zhì)纖維阻燃整理加工具有處理溫度低、反應(yīng)條件緩和的優(yōu)點(diǎn)。其中，酪氨酸酶能催化氧化酚羥基生成醌類活性基，并進(jìn)一步能與含氨基的化合物反應(yīng)；己糖激酶是六碳糖的磷酸化酶，能催化三磷酸腺苷(atp)上的γ-磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至葡萄糖或殼寡糖c6位，使c6位羥基磷酸化。上述酪氨酸酶和己糖激酶的專一性為基于酶法蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理提供了新方法。本發(fā)明中先通過酪氨酸酶，催化氧化蛋白質(zhì)纖維大分子中的酪氨酸殘基，使其表面產(chǎn)生反應(yīng)性較強(qiáng)的醌類活性基，并與含氨基的殼寡糖分子反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)殼寡糖在蛋白質(zhì)纖維表面接枝；在此基礎(chǔ)上，再以已糖激酶催化atp轉(zhuǎn)移至殼寡糖單體中c6位，使c6位羥基磷酸化，通過增加纖維中磷含量實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理加工。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的旨在提供一種基于酶促接枝含磷殼寡糖的蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理方法，使用本發(fā)明可在溫和條件下提高蛋白質(zhì)纖維制品的阻燃性，解決傳統(tǒng)化學(xué)法阻燃整理中能耗高、纖維損傷大和泛黃嚴(yán)重的技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于酶促接枝含磷殼寡糖的蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理方法，其特征是通過酪氨酸酶催化殼寡糖在蛋白質(zhì)纖維表面接枝，再借助己糖激酶催化殼寡糖磷酸化，賦予蛋白質(zhì)纖維制品阻燃效果，具體工藝與步驟如下：
(1)蛋白質(zhì)纖維制品預(yù)處理：以乙二胺四乙酸二鈉/尿素水溶液進(jìn)行預(yù)處理；
處理工藝處方及條件：乙二胺四乙酸二鈉0～5.0g/l，尿素0.5～8.0g/l，滲透劑0～5g/l，溫度20～50℃，處理時(shí)間0.5～5小時(shí)；
(2)酪氨酸酶催化蛋白質(zhì)纖維制品接枝殼寡糖：步驟(1)處理后的蛋白質(zhì)纖維制品經(jīng)水洗后，以酪氨酸酶和殼寡糖進(jìn)行處理；
處理工藝處方及條件：酪氨酸酶1～10u/ml，殼寡糖0.5～5g/l，處理溫度20～50℃，ph范圍6.0～8.0，處理時(shí)間2～24小時(shí)；
(3)己糖激酶催化殼寡糖磷酸化：步驟(2)處理后的蛋白質(zhì)纖維制品經(jīng)水洗后，以己糖激酶和三磷酸腺苷進(jìn)行處理；
處理工藝處方及條件：己糖激酶1～20u/ml，三磷酸腺苷0.5～20g/l，環(huán)磷酸腺苷0～5g/l，處理溫度20～40℃，ph范圍6.0～8.0，時(shí)間2～24小時(shí)；
(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后蛋白質(zhì)纖維制品經(jīng)水洗后，在60℃烘干。
一種生物酶法蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理方法，所述蛋白質(zhì)纖維制品包括以真絲或羊毛為原料的梭織物、針織物或紗線；所述酪氨酸酶來源于動(dòng)物、植物或微生物；所述己糖激酶來源于動(dòng)物、植物或微生物。
本發(fā)明的有益后果
本發(fā)明利用通過酪氨酸酶催化殼寡糖在蛋白質(zhì)纖維表面接枝，再借助己糖激酶催化殼寡糖磷酸化，賦予蛋白質(zhì)纖維制品阻燃效果，與傳統(tǒng)的化學(xué)法阻燃整理相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)酶催化效率高，利用酪氨酸酶催化殼寡糖在蛋白質(zhì)纖維表面接枝，結(jié)合己糖激酶催化殼寡糖磷酸化，具有專一性強(qiáng)和反應(yīng)效率高的優(yōu)點(diǎn)；
(2)反應(yīng)條件緩和，在低溫近中性條件下在蛋白質(zhì)纖維大分子表面引入含磷基團(tuán)，避免了化學(xué)法阻燃整理易造成的纖維損傷和手感下降等弊端；
(3)整理能耗低，采用生物酶法催化蛋白質(zhì)纖維阻燃整理，較傳統(tǒng)化學(xué)阻燃整理安全高效且能耗低。
具體實(shí)施方式
采用酪氨酸酶催化殼寡糖在蛋白質(zhì)纖維表面接枝，再借助己糖激酶催化殼寡糖磷酸化，賦予蛋白質(zhì)纖維制品阻燃效果，具體實(shí)施例如下：
實(shí)施例1
本實(shí)施所選的蛋白質(zhì)纖維制品為真絲織物，以本發(fā)明述及的方法進(jìn)行阻燃整理；
(1)真絲織物預(yù)處理：將真絲織物以乙二胺四乙酸二鈉2g/l，尿素5g/l，滲透劑0.5g/l，在30℃處理2小時(shí)；
(2)酪氨酸酶催化接枝殼寡糖：步驟(1)處理后的真絲織物水洗后，以酪氨酸酶和殼寡糖進(jìn)行處理，其中酪氨酸酶2u/ml，殼寡糖2.5g/l，處理溫度40℃，ph6.5，處理時(shí)間12小時(shí)；
(3)己糖激酶催化殼寡糖磷酸化：步驟(2)處理后的真絲織物水洗后，以己糖激酶和三磷酸腺苷進(jìn)行處理，其中己糖激酶5u/ml，三磷酸腺苷5g/l，環(huán)磷酸腺苷1g/l，溫度25℃，ph7.2，處理時(shí)間8小時(shí)；
(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后的真絲織物水洗后，在60℃烘干。
試樣1：未經(jīng)任何處理的真絲織物；
試樣2：真絲織物經(jīng)步驟(1)、(2)處理，經(jīng)水洗后在60℃烘干；
試樣3：真絲織物經(jīng)步驟(1)、(2)、(3)和(4)處理；
試樣1的極限氧指數(shù)為20.8％，斷裂強(qiáng)力361n；經(jīng)上述工藝處理后，試樣2的極限氧指數(shù)為21.1％，斷裂強(qiáng)力379n；試樣3的極限氧指數(shù)為27.6％，斷裂強(qiáng)力375n。
實(shí)施例2：
本實(shí)施所選蛋白質(zhì)纖維制品為羊毛織物，以本發(fā)明述及的方法進(jìn)行阻燃整理；
(1)羊毛織物預(yù)處理：將羊毛織物以乙二胺四乙酸二鈉4g/l，尿素6g/l，滲透劑1g/l，在30℃處理2小時(shí)；
(2)酪氨酸酶催化接枝殼寡糖：步驟(1)處理后的羊毛織物水洗后，以酪氨酸酶和殼寡糖進(jìn)行處理，其中酪氨酸酶5u/ml，殼寡糖3.0g/l，處理溫度40℃，ph6.5，處理時(shí)間12小時(shí)；
(3)己糖激酶催化殼寡糖磷酸化：步驟(2)處理后的羊毛織物水洗后，以己糖激酶和三磷酸腺苷進(jìn)行處理，其中己糖激酶7.5u/ml，三磷酸腺苷6g/l，環(huán)磷酸腺苷1.5g/l，溫度30℃，ph7.5，處理時(shí)間8小時(shí)；
(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后的羊毛織物水洗后，在60℃烘干。
試樣4：未經(jīng)任何處理的羊毛織物；
試樣5：羊毛織物經(jīng)步驟(1)、(2)處理，水洗后在60℃烘干；
試樣6：羊毛織物經(jīng)步驟(1)、(2)、(3)和(4)處理；
試樣4的極限氧指數(shù)為21.6％，斷裂強(qiáng)力423n；經(jīng)上述工藝處理后，試樣5的極限氧指數(shù)為20.9％，斷裂強(qiáng)力464n；試樣6的極限氧指數(shù)為28.9％，斷裂強(qiáng)力459n。
通過對(duì)實(shí)施例數(shù)據(jù)分析：與未經(jīng)改性處理的樣品(試樣1、試樣4)和僅接枝殼寡糖的樣品(試樣2、試樣5)相比，以本發(fā)明述及方法處理的蛋白質(zhì)纖維制品(試樣3、試樣6)阻燃性能明顯改善，織物強(qiáng)力較未經(jīng)改性處理的樣品有明顯增加。與傳統(tǒng)化學(xué)阻燃整理相比，以本發(fā)明述及的方法進(jìn)行蛋白質(zhì)纖維制品阻燃整理，不僅具有較好的阻燃整理效果，同時(shí)避免了傳統(tǒng)化學(xué)法阻燃整理易產(chǎn)生的強(qiáng)力下降的問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。