一种利用生物抛光残液对棉织物进行活性染料染色的方法

摘要

本发明涉及一种利用生物抛光残液对棉织物进行活性染料染色的方法，属于纺织印染技术领域。本发明采用氧化石墨烯对生物抛光后的残液进行处理，将其中残留的纤维素酶和水解产物充分去除，从而可利用处理后残液对棉织物进行常规的活性染料染色。本发明可以实现生物抛光残液的重复使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用生物抛光残液对棉织物进行活性染料染色的方法，属于纺织印染技术领域。

背景技术

生物抛光是一种生物加工，即利用纤维素酶对棉、麻、人造丝等天然和再生纤维素织物进行处理，去除表面伸出的微细纤维，防止起毛起球现象的产生，赋予织物光洁的外观、柔软的手感等优良的服用性能，综合改善其外观和内在品质。纤维素酶最早于1906年被发现，主要来源于霉菌、细菌、担子菌等微生物，是一种多组分的混合蛋白质，主要包括内切型-β-葡聚糖酶、外切型-β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。在纤维素降解过程中，首先由内切酶作用于微纤维的非结晶区，使其暴露出许多末端供外切酶作用产生纤维二糖，最后由葡萄糖苷酶将其分解成葡萄糖。当用作对织物进行生物抛光处理时，它不需要将棉纤维素彻底分解成葡萄糖，而只要部分降解纤维素分子长链，织物表面的纤细纤维在生物降解和机械力作用的影响下脱落，得到平滑的纤维表面。织物经纤维素酶处理后，大大降低了起毛起球的趋势，而且手感柔软，悬垂性好，吸水性也得到了改善。纤维素酶抛光作用条件温和，效果持久，对环境危害低，与其它化学整理相比有明显优势，近年来引起了纺织印染界的广泛关注。在生物抛光处理过程，部分纤维素酶分子从水相自发转移到纤维的表面并被吸附，其余的酶分子则和水解产物共同残留在处理液中。由于纤维素酶和水解产物中含有含有氨基、羟基等基团，与常规的活性染料能够发生反应，所以无法直接利用生物抛光后的残液对棉织物进行活性染料染色，残液通常被直接排放，造成了一定浪费。

氧化石墨烯是石墨烯的衍生物之一，是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，其比表面积大且含有大量的含氧官能团如随机分布的羟基、环氧基和在单片边缘分布的羧基、羰基等，在水溶液中有较好的分散性。近年来，氧化石墨烯在光催化、电荷储存、污水处理等领域的应用得到广泛关注。

发明内容

本发明采用氧化石墨烯对生物抛光后的残液进行处理，将其中残留的纤维素酶和水解产物充分去除，从而可利用处理后残液对棉织物进行常规的活性染料染色。

本发明包括以下工艺：

（1）常规生物抛光处理完成后，将纺织品取出并将残液用砂芯漏斗过滤；

（2）将常规化学方法制取的氧化石墨烯超声处理10min；

（3） 将超声处理后的氧化石墨烯加入过滤后的生物抛光残液中，氧化石墨烯与纤维素酶的质量比为3:1；

（4）用氢氧化钠调节残液pH为8，将温度升至40℃保温处理5min；用硫酸调节残液pH至4.5，40℃保温处理10min；继续调节残液pH至2.5，40℃保温处理15min；

（5）将残液用孔径为0.22微米和0.1微米的微孔滤膜分别过滤；

（6）将残液pH值调至常规活性染料染色初始pH值，补充硫酸钠使电解质浓度达到常规活性染料染色水平，用残液对棉织物进行活性染料染色。

常规生物抛光处理完成后，将残液用砂芯漏斗过滤可去除从纺织品表面脱落的较大杂质。将常规方法获得的氧化石墨烯超声处理10min以保证其具有良好的分散性能。然后，将氧化石墨烯加入到过滤后的生物抛光残液中，加入量根据残液中纤维素酶浓度进行调整，保证最终氧化石墨烯与纤维素酶的质量比为3:1。将残液温度升至40℃，用氢氧化钠和硫酸溶液将残液pH值依次调整至8、4.5和2.5，并分别在各阶段保温5、10和15min，目的是使纤维素酶、各种水解产物及氧化石墨烯之间的所有作用力都能充分发生作用，促进纤维素酶和各类水解产物有效从残液中向氧化石墨烯表面转移，提高去除效果。当各阶段保温处理都完成后，用孔径为0.22和0.1微米的微孔滤膜分别过滤，将形成的氧化石墨烯复合体从残液中去除，滤膜可采用市售的尼龙6或聚四氟乙烯微孔滤膜。最后，将残液pH值调至常规活性染料染色初始pH值，由于使用了氢氧化钠和硫酸调节pH值，二者反应后已经生成了部分硫酸钠，因此在染色时只需补充硫酸钠使其浓度达到常规活性染料染色水平，就可对棉织物进行常规的活性染料染色。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

利用活性蓝按照本发明所述方法对纯棉织物染色，具体工艺如下：

（1）常规生物抛光处理完成后，将棉织物取出并将残液用砂芯漏斗过滤；

（2）将常规化学方法制取的氧化石墨烯超声处理10min；

（3） 将超声处理后的氧化石墨烯加入过滤后的生物抛光残液中，氧化石墨烯与纤维素酶的质量比为3:1；

（4）用氢氧化钠调节残液pH为8，将温度升至40℃保温处理5min；用硫酸调节残液pH至4.5，40℃保温处理10min；继续调节残液pH至2.5，40℃保温处理15min；

（5）将残液用孔径为0.22微米和0.1微米的微孔滤膜分别过滤；

（6）将残液pH值调至活性蓝染料染色初始pH值（7），补充硫酸钠使浓度达到常规活性蓝染料染色水平（60g/L），用残液对棉织物进行常规的活性染料染色。

染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为8.13。

对比例1

在相同工艺条件下，利用活性蓝在纯水中对纯棉织物进行常规染色。染色初始pH值为7，硫酸钠浓度为60g/L。染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为8.26。此外，在相同工艺条件下，利用活性蓝在未经处理生物抛光残液中对纯棉织物染色。常规生物抛光处理完成后，将残液pH值调至常规活性蓝染料染色初始pH值（7），补充硫酸钠使浓度达到常规活性蓝染料染色水平（60g/L），用残液对棉织物进行常规活性染料染色。染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为7.3。

可以看出，采用本发明实施例1所得到织物染色深度（8.13）与在纯水中获得染色深度（8.26）基本一致，而对比例1中未采用本发明方法所获得织物染色深度仅为7.3，明显偏低。

实施例2

利用活性红按照本发明所述方法对纯棉织物染色，具体工艺如下：

（1）常规生物抛光处理完成后，将棉织物取出并将残液用砂芯漏斗过滤；

（2）将常规化学方法制取的氧化石墨烯超声处理10min；

（3） 将超声处理后的氧化石墨烯加入过滤后的生物抛光残液中，氧化石墨烯与纤维素酶的质量比为3:1；

（4）用氢氧化钠调节残液pH为8，将温度升至40℃保温处理5min；用硫酸调节残液pH至4.5，40℃保温处理10min；继续调节残液pH至2.5，40℃保温处理15min；

（5）将残液用孔径为0.22微米和0.1微米的微孔滤膜分别过滤；

（6）将残液pH值调至常规活性红染料染色初始pH值（7），补充硫酸钠使浓度达到常规活性红染料染色水平（40g/L），用残液对棉织物进行常规的活性染料染色。

染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为10.43。

对比例2

在相同工艺条件下，利用活性红在纯水中对纯棉织物染色。染色初始pH值为7，硫酸钠浓度为40g/L。染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为10.17。此外，在相同工艺条件下，利用活性红在未经处理的生物抛光残液中对纯棉织物染色。常规生物抛光处理完成后，将残液pH值调至常规活性红染料染色初始pH值（7），补充硫酸钠使浓度达到常规活性红染料染色水平（40g/L），用残液对棉织物进行常规的活性染料染色。染色完成后，测定纯棉织物染色深度K/S值为8.89。

可以看出，采用本发明实施例2所得到织物染色深度（10.43）与在纯水中获得染色深度（10.17）基本一致，而对比例2中未采用本发明方法所获得织物的深度仅为8.89，明显偏低。

通过上述实施例和对比例可以看出，用本发明所述的方法进行处理后，可利用生物抛光残液对棉织物进行常规活性染料染色，与在纯水中染色所获得的颜色深度基本相同，没有明显差异。