丝胶对纯涤纶织物的改性研究及性能分析文献综述

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1、文献综述丝胶对纯涤纶织物的改性研究及性能分析一、前言部分蚕丝主要由内层的丝素和外层的丝胶两部分组成，其中丝胶占整个蚕茧质量的20%～30%[1]，对丝素起到保护和胶粘的作用。丝胶是一种球状蛋白，相对分子质量为1.4～31.4万，由18种氨基酸组成，其中丝氨酸、天门冬氨酸和甘氨酸含量较高，相对质量分别达到33.43%、16.71%和13.49%[2]。并且在组成丝胶的肽链中含有较多的氨基、羟基和羧基等官能团，因此丝胶中极性侧链氨基酸占74.61%，从而丝胶表现出良好的水溶性和吸水性[2]。近些年，随着人们对丝胶的深入研究发现，丝胶是一种功能

2、和效能兼优于丝素的天然动物性蛋白质，其具有以下功效[3]：（1）生物适应性、保湿性—丝胶的氨基酸组成和人体皮肤的保湿成分非常相似；（2）抗菌、消臭效果—丝胶分子量高；（3）保持肌肤，具有外部刺激的隔断效果—紫外线吸收作用；（4）美白效果—抑制黑色素的形成；（5）抗氧化作用—抑制活性氧的形成；（6）降低血液中胆固醇、降低血糖值的作用、改善便秘、改善肝功能的效果。但是在当前的制丝工业，由于制丝及纺织工艺的需要，蚕丝纤维只使用了丝素，而占生丝重量20%～25%的丝胶却在精练阶段被去除，并随废水一起排放。并且当前国内外对蚕丝的研究还是主要集中在丝

3、素的应用开发方面，对丝胶的开发运用研究还相对较少，因此丝胶的回收再利用就相对落后。但基于丝胶的独特功效和可持续发展战略，使得对氨基酸含量丰富的丝胶进行回收并加以高值利用成为一个必然的发展趋势。涤纶织物因其坚牢、挺括、抗皱、免烫、耐磨性好、尺寸稳定、保形性好、耐日光性好、易洗快干等优良性能，得到了迅速的发展，被广泛用于服装、装饰、产业等领域，使其产量在合成纤维中位居首位。但涤纶织物由于PET分子结构紧密，分子内部亲水性基团含量甚少，使其吸湿性差、染色性能差，并且在服用过程中易产生静电，这些都严重制约了涤纶织物在纺织服装行业中的应用[4]。为

4、了克服涤纶的缺点，改善其服用性能，近年来已有国内外学者利用物理和化学的方法对普通涤纶进行了多种改性处理研究。7鉴于以上原因，利用丝胶对纯涤纶织物进行天然改性处理，在改善纯涤纶织物服用性能的同时，还将从源头上削减丝绸业废水的污染量，在大力倡导经济可持续发展的时代背景下，将具有非常好的研究价值和发展前景。本研究将主要围绕丝胶的提取以及丝胶对涤纶织物的改性研究等方面进行探讨。二、主题部分2.1丝胶回收技术现状分析目前我国对制丝废水中丝胶蛋白回收的价值尚未得到足够的关注，进行工业化回收丝胶蛋白的工厂很少，但从环保和经济效益的角度来考虑，对丝胶蛋白

5、进行回收不仅能降低水的污染程度，而且通过对丝胶蛋白的再利用可进一步提高缫丝厂的经济效益。根据回收丝胶目的和应用的不同，可采用以下不同的回收方法[5]。（1）酸析法酸析法是丝胶回收中最常用的方法，它依据丝胶蛋白的两性性质，通过调节溶液PH值来达到提取丝胶的目的。此法的优点是工艺流程比较简单，回收的丝胶相对比较纯净，回收所需成本低，缺点是回收率不高，大约为40%左右，而且对设备耐酸性要求较高，且丝胶中含有HCl或NaCl等，用作医药原料受到限制，工业运行中这种回收方法并不经济，可操作性不强。（2）化学混凝法它依据丝胶蛋白的胶体性质，在丝胶蛋白

6、质废水中加入絮凝剂如聚合AlCl3、明矾和CaCl2饱和溶液等以破坏蛋白质胶体溶液的稳定，从而使丝胶蛋白沉淀、分离。这种回收方法的优点是沉淀所需时间少，工艺方法简单，设备投资少且回收成本低。但由于丝胶纯度和回收率的限制，可工业化的程度一般。（3）有机溶剂沉淀法它利用乙醇或丙酮等有机溶剂来破坏蛋白质胶粒的水化层，从而使蛋白质从溶液中沉淀下来。经这种工艺提纯的丝胶粉绝大部分颗粒溶性较好，且纯度较高，回收的丝胶应用范围广，但在丝胶回收中要注意防止丝胶蛋白的变性。由于处理成本较高，所以此法只适用于浓缩后的丝胶溶液的进一步提纯。（4）离心法含丝胶蛋

7、白的废水属胶体溶液，由于废水中丝胶颗粒和水的质量不同，受到的离心力大小也不同，因此经高速离心机作用后，将废水的胶体层与水层分开从而达到分离的目的。7此法适合于已沉淀下来的丝胶与水的分离，未经沉淀的丝胶废水用离心机无法高效地回收丝胶，回收运行费用不高，但回收丝胶的纯度和回收率都很低。（5）超滤法丝胶蛋白质分子量大，依据膜表面孔径筛分机理、膜孔阻的阻滞机理和膜面及膜孔对粒子的一次吸附机理，丝胶蛋白几乎不能穿过半透膜，从而达到提纯丝胶蛋白的目的。此种方法的优点是：1）可选择不同的膜孔径，对丝胶蛋白质进行选择性地过滤回收；2)回收丝胶的纯度较高，

8、且回收率高达90%以上。但超滤法的缺点是设备成本高，且要定期对膜进行清洗和更换。（6）冰冻法此法依据蛋白质溶液在温度下降时会凝结成冻胶状态产生凝胶的特点，使废水中原来分散的蛋白质颗粒开始彼此连