CN103061164B - 一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用。鼠李糖脂明显促进染料润湿、分散、缓染和移染，其匀染效果显著，且不会影响印染工艺中的生物酶酶活；将鼠李糖脂可代替多种化学表面活性剂，又耐碱和氧化剂，因此可与碱和漂白剂配伍完成一步法前处理，减少助剂用量，使煮、炼和漂三步组成的传统前处理工艺得到大幅度简化、流程缩短；本发明将鼠李糖脂代替化学表面活性剂用作印染助剂，效果显著，且本身可生物降解、无毒，具有突出的环境、健康友好特性。

Description

一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用

技术领域

本发明涉及生物表面活性剂技术领域，尤其涉及一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用。

背景技术

生物表面活性剂是一类由微生物、动物或植物产生的在性能上与化学合成表面活性剂极相似的物质，其分子由极性亲水基团和非极性亲油基团两部分组成，可以在相界面上形成分子层，降低界面能量，具有好的表面活性作用，如乳化、分散、润湿、清洗和渗透等诸多功能。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂由于化学基团复杂且数目也多，使其表面活性更强；本身无毒，使用量更少，易被微生物降解，具有很好的环境和健康友好特性。鼠李糖脂作为一种生物表面活性剂，具有较强的表面和界面活性，低毒、可生物降解性，被广泛用于石油开采、环境保护、医药化工、食品以及农业上。鼠李糖脂就是其中一类最受关注的生物表面活性剂，由碳水化合物和长链脂肪酸或羟基脂肪酸以共价键形式结合而成，以糖为亲水集团，以脂肪酸为憎水基团。其化学结构决定了该生物表面活性剂极易溶于水，但又易溶于溶剂，可广泛应用于环境修复、化妆品和医药等行业。

印染助剂是化学表面活性剂最重要的应用领域之一。80%～83%的印染助剂属于表面活性剂。由于化学表面活性剂基团简单，导致每一种表面活性剂所起的作用单一，因此印染各工序均往往会使用多达十几种表面活性剂，分别在印染前处理工序中作为润湿剂、净洗剂、分散剂、精练剂和退浆剂等，或者在印染过程中作为匀染剂、消泡剂、促染剂和乳化剂等。但是，大量使用的化学印染助剂难于被生物降解，易破坏生态***和污染地表地下水，其对环境的影响较大，且本身（如Toximul系列）往往存在健康毒性，使很多印染助剂落入“绿色壁垒”限制范畴。例如，壬基酚和壬基酚聚氧乙烯醚类等印染助剂具有环境激素的作用，一旦进入人体，可使人体激素水平失衡，严重影响性器官发育、减缓神经发育和降低人体自身免疫能力，因此早在上世纪80年代被东北大西洋海洋环境保护公约列入限制使用的化学品。由于这些化学印染助剂具有优异的润湿、渗透作用，直至2011年8月，绿色和平组织仍检测到众多国际知名品牌仍在大量使用多种限制使用的表面活性剂。此外，化学印染助剂通常会影响印染生物处理中的生物酶活性，阻碍了印染生物技术的发展。由于化学表面活性剂存在性能单一且不易耐酸、碱、氧化剂和高温，造成一般印染前处理包含退浆、精炼和漂白三个工序。此工艺存在路线长、碱耗高、助剂多、耗能高和污水排放量多等缺陷。高效短流程的印染前处理工艺是国内国际的最新发展趋势。

虽然鼠李糖脂潜在的广泛用途，但其尚未见其作为印染助剂的应用报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种鼠李糖脂作为印染助剂的应用，所述鼠李糖脂的浓度为35～500g/L的，可以采用质量百分比浓度高于80%的膏状鼠李糖脂或者质量百分比浓度约30-50%的鼠李糖脂浓缩液经加水后配置而成，余量为水；所述鼠李糖脂作为印染助剂时，用量为50-1000mg/L。

进一步地，所述鼠李糖脂具有多种化学表面活性剂的集成功能，兼有润湿、分散、缓染、移染和匀染等多种功能，且不影响生物酶的活性。另外，鼠李糖脂可以与减量的碱、漂白剂作用，成为一步法印染前处理剂。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明利用去菌体的鼠李糖脂作为印染润湿剂，大大降低了常规化学润湿剂对于人体和环境的危害，含50-1000mg/L鼠李糖脂溶液对于各种织物的润湿效果明显。

2、本发明利用去菌体的鼠李糖脂作为印染分散剂，大大降低了常规化学分散剂对于人体和环境的危害，含50-1000mg/L鼠李糖脂溶液对于各种染料具有促分散的显著效果。

3、本发明利用去菌体的鼠李糖脂作为匀染剂，大大降低了常规化学匀染剂对于人体和环境的危害，含50-200mg/L鼠李糖脂溶液具有明显的缓染、移染和匀染效果。

4、本发明利用去菌体的鼠李糖脂作为印染助剂，大大降低了常规化学助剂对于人体和环境的危害，含50-200mg/L鼠李糖脂溶液对于多种生物酶不产生抑制效果。

5、本发明利用去菌体的鼠李糖脂作为印染前处理剂，与碱和漂白剂协同作用，大大降低了常规煮、炼和漂三步组成的复杂印染前处理对于人体和环境的危害，含50-1000mg/L鼠李糖脂溶液对于各种织物的前处理整理效果明显。

总之，鼠李糖脂可兼有多种功能纺织助剂的功能，同时本身无毒且环境友好，可以克服国际纺织助剂发展与贸易所设置的“绿色壁垒”，大幅度提升我国印染助剂的发展水平。

附图说明

图1是鼠李糖脂的缓染效果图。

具体实施方式

本发明采用了含35～500g/L鼠李糖脂的水溶液，该溶液可以是采用质量百分比浓度高于80%的膏状鼠李糖脂或者质量百分比浓度约30-50%的鼠李糖脂浓缩液经加水后配置而成，余量为水，水质不限，方便计可使用自来水。

下面结合附图和具体实施例详述本发明具体内容及其所带来的显著效果。

实施例1：去菌体鼠李糖脂对织物的润湿效果

鼠李糖脂溶液是采用质量百分比约85%的膏状鼠李糖脂和自来水配制而成，浓度为35g/L，另一种作对照的化学表面活性剂选择壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）。润湿对象为难于被水润湿的市售棉坯布。将坯布剪成直径50mm的圆片，各圆片重量约为0.43g。将大头针***帆布试片距边2mm处，用镊子轻轻夹住棉坯布圆片，置于装有含或不含表面活性剂200毫升水的250mL烧杯中心底部，开启秒表。初始时，圆片从底部浮于测试溶液上部，随着试液进入纤维间隙和气泡的赶出，试片开始下沉。当试片降至烧杯底部时，按停秒表，记下沉降时间。以同样的条件连续做5次，取平均值。结果见下表1。

表1鼠李糖脂对棉坯布的润湿效果

从上述结果来看，鼠李糖脂的润湿性能明显优于OP-10。

实施例2：鼠李糖脂对染料的分散作用

钙皂分散力是表征分散剂分散能力的重要指标，即：使100g油酸钠分散在3硬水中所需要添加的最少分散剂克数。先配制1000ppm硬水（CaCl2.033g/L，MgSO4.049g/L），用微量移液枪吸取1mL油酸钠溶液（5g/L）放入10ml具塞比色管中，再分别加微量体积的鼠李糖脂溶液（200g/l，用质量百分比40%浓缩糖脂配制而成）、OP-10溶液（100g/L）和烷基醇醚羧酸钠（100g/L），各加入2mL硬水，然后用蒸馏水稀释至6mL，用力上下震荡20次并静置1min后观察钙皂粒子的分散状态。随着分散剂用量的增加，钙皂悬浮物的数量就逐渐减少，至钙皂刚好消失，记录此时的分散剂用量，即为钙皂分散力。详细结果见表2。

表2、鼠李糖脂与OP-10分散效果对照

从上表可知，鼠李糖脂的钙皂分散能力明显优于OP-10，与文献报道分散性最优的烷基醇醚羧酸盐类相类似。

实施例3：鼠李糖脂的缓染作用

在50℃下投入50g织物到0.3%（质量）的250ml酸性大红溶液中，该溶液中预先加或不添加实施例2配制的鼠李糖脂溶液使其最终浓度为0-0.15g/L，然后以大约1℃/min的速度升温至80℃。自织物被投入染料溶液后每隔10min取样，测定染料的上染百分率。检测到的上染率见图1。

从图1中可以看出，与对照空白组相比，鼠李糖脂有缓染效果，且随着浓度的增加，缓染效果增加。可见，鼠李糖脂具有减缓染料着色到织物上的作用，即具有缓然效果，且效果非常显著。

实施例4：鼠李糖脂的移染作用

鼠李糖脂溶液（100g/L）是用纯度90%的膏状鼠李糖脂配制得到。先用酸性大红进行涤纶织物的染色，然后将此染色过的涤纶织物投入到未添加染料的鼠李糖脂（100mg/L）或OP-10溶液（100mg/L）中，按照染色工艺进行剥色处理，最后用剥色液进行染色，按照下式计算移染指数移染（直接染料）。结果见表3。

表3鼠李糖脂与OP-10移染效果对照

	空白	鼠李糖脂	OP-10
				移染指数%	25.4	41.3	32.1

从表中看出，鼠李糖脂与OP-10都具有移染效果，但鼠李糖脂的移染效果明显优于OP-10，与空白组相比，RL的移染效果接近2倍。

实施例5：鼠李糖脂的匀染作用

经过前处理退浆和精炼的真丝坯布采用鼠李糖脂溶液染色处理，鼠李糖脂溶液的配制及染色步骤同实施例3。在不同鼠李糖脂最终浓度下（0、10、25、50、100mg/L），观察染色均匀度。结果发现，25mg/L以上的鼠李糖脂具有显著的匀染效果。

实施例6：鼠李糖脂对生物酶酶活的作用

鼠李糖脂溶液采用50%纯度的浓缩鼠李糖脂配制而成，其浓度为100g/L,余量为去离子水。检测鼠李糖脂不同加量对印染行业常用的四种生物酶（纤维素酶、木瓜蛋白酶、漆酶和果胶酶）酶活的影响。各酶活采用常规法检测：3,5-二硝基水杨酸法检测纤维素酶酶活、DNS还原糖法测果胶酶酶活、福林—酚试剂法测蛋白酶、ABTS为底物的分光光度法漆酶酶活。

表4、鼠李糖脂对四种生物酶酶活的影响

从上表中看出，鼠李糖脂在50-200mg/L浓度范围内可促进纤维素酶及果胶酶的酶活，对木瓜蛋白酶及漆酶也没有显著的抑制作用。

实施例7：采用鼠李糖脂一步法前处理高支棉坯布

本实施例中，集乳化、分散、润湿和渗透等多种表面活性功能且耐碱、氧化剂和高温的鼠李糖脂被用于一步法前处理，发挥其强表面活性及强耐受性的优势，与减量的碱和漂白剂作用，完成前处理工艺。具体地，将手感生硬的高密支（185x100）棉坯布剪成10x10cm方块，各布料投入含鼠李糖脂0-1000mg/L、10g/LNaOH及5g/L（有效氯）漂白剂次氯酸钠的200mL溶液中，采用在70°C和温和搅拌（10转/分钟）下处理1小时，然后在室温下水洗5分钟共两次。最后，将布晾干，评价布的白度、润湿性和柔软度。每种处理条件各重复三个批次。其中，白度用ZBD型的白度仪测试，润湿性则在织物垂直水面1min的润湿高度(cm)，柔然度则用手感估计。结果见表5。

表5、不同配方处理高织度棉织物的柔软度

鼠李糖脂浓度，mg/L	白度	润湿高度，cm	柔软度
				0	55	0.8	硬
250	71	2.5	★
				500	70	3.4	★
750	79	3.7	★★

1000

81

3.6

★★★

从上表中看出，鼠李糖脂500mg/L以上可以与碱和双氧水共同实现一步法前处理工艺，减少助剂用量，具有操作简便、工艺流程短等优点。

实施例8采用鼠李糖脂一步法前处理真丝/天麻混纺

同实施例7，采用鼠李糖脂同硅酸钠和双氧水共同作用，进行一步法前处理真丝/天麻混纺物。所用Na2SiO3浓度为2g/L，双氧水H2O2(2g/l)，鼠李糖脂0、250、500mg/L，处理条件：浴比1：20,在95℃下处理1.5h，然后在室温下水洗5min。同实施例7，检测白度、润湿性和柔软度。结果发现鼠李糖脂（高于250mg/L）的存在能显著提高织物的白度、润湿性及柔然度。说明兼有多种表面活性功能且能耐碱和氧化物的鼠李糖脂可以大幅度提高前处理效果，实现有多种化学表面活性剂组合并经脱浆、精炼和漂白三个步骤才能完成的印染前处理。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种鼠李糖脂在印染助剂中的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂的浓度为35～500g/L，采用质量百分比浓度高于80%的膏状鼠李糖脂或者质量百分比浓度30-50%的鼠李糖脂浓缩液经加水后配置而成，余量为水；所述鼠李糖脂作为印染助剂时，用量为50-1000 mg/L。

2.根据权利要求1所述鼠李糖脂在印染助剂中的应用，其特征在于，所述印染助剂为缓染剂。

3.根据权利要求1所述鼠李糖脂在印染助剂中的应用，其特征在于，所述印染助剂为移染剂。

4.根据权利要求1所述鼠李糖脂在印染助剂中的应用，其特征在于，所述印染助剂为匀染剂。

5.根据权利要求1所述鼠李糖脂作为印染助剂的应用，其特征在于，所述印染助剂为一步法前处理剂，所述前处理剂还包括碱和漂白剂，其中，碱的浓度为2000-10000 mg/L，漂白剂浓度为2000-5000 mg/L。

6.根据权利要求5所述鼠李糖脂作为印染助剂的应用，其特征在于，所述前处理剂包括的碱为氢氧化钠、硅酸钠。

7.根据权利要求5所述鼠李糖脂作为印染助剂的应用，其特征在于，所述前处理剂包括的漂白剂为双氧水、次氯酸钠。