[发明专利]一种明胶铁螯合物的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种明胶铁螯合物的制备方法及其应用，先用双(3‑氯‑2‑羟丙基)四甲基二氯化乙二铵和氢氧化钠改性棉布，使棉布接枝双季铵盐基，得到阳离子棉布，再用明胶铁螯合物改性阳离子棉布，使棉纤维接枝蛋白质和铁离子，蛋白质和铁离子与胭脂虫红或苋菜红分子牢固结合，从而提高棉布胭脂虫红或苋菜红染色的深度和牢度。该种改性方法为解决天然染料对棉布上染率低和牢度差的问题提供了新的途径，同时为天然染料染棉布提供了新的思路，具有及其广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于天然产物的改性及加工领域，具体涉及一种明胶铁螯合物的制备方法及其应用。

背景技术

如今印染行业正面临着有害化学物质的禁用、环境污染、产品附加值低等诸多问题。出于对环境保护和可持续性发展的考虑以及人们对生态纺织品和绿色环保生产工艺的追求，生物质材料的利用又重新进入了人们的视野。棉和天然染料因具有良好的生物降解性、生物和环境的相容性及抗菌性能，比合成纤维和合成染料更有优势。

然而，目前棉布染色所用的染料为合成染料如活性染料和还原染料，这些染料在使用过程中要加入大量的盐、碱和保险粉，会产生印染废水，甚至在纺织品上残留有害化学物质。天染染料对棉的直接性低，对棉上染率很低，染色棉布的染色深度低、皂洗牢度和日晒牢度差，不能满足消费者的使用要求。因此，有必要对棉布改性，改善天然染料对棉布的亲和力，促进天然染料对棉布的上染并固着，从而提高棉布的染色深度和牢度，满足消费者需求。

胭脂虫红是从胭脂虫中提取的动物染料，是一种蒽醌衍生物，它除了着色功能外，有研究表明其对防止因致癌物导致DNA损伤有明显的抑制作用。但是，胭脂虫红对棉没有亲和力，基本上不能上染棉。苋菜红是从苋菜中提取的植物染料，对棉亲和力低。

发明内容

针对胭脂虫红或苋菜红对棉布不上染的问题，本发明的目的在于提供一种改性工艺合理，操作过程简单，能提高胭脂虫红或苋菜红对棉布的上染率，从而提高棉布胭脂虫红或苋菜红染色深度和牢度的方法。

明胶中部分氨基酸与硫酸亚铁在碱性条件下生成螯合物，由于该螯合物为中性，因此明胶铁螯合物仍显示明胶的两性离子特性，等电点为4.8。但在现有的文献中，明胶铁螯合物的合成及其在棉布的天然染料染色中的应用还未见报道。

本发明通过双(3-氯-2-羟丙基)四甲基二氯化乙二铵在碱性条件下与棉纤维分子发生亲核取代反应，使棉纤维分子接枝季铵盐基，成为阳离子棉布。在改性液pH值为7时阳离子棉布与明胶铁螯合物阴离子形成离子键，使棉纤维接枝蛋白质和铁离子。蛋白质中的氨基与胭脂虫红、苋菜红中的羟基或羧基形成盐式键、氢键和范德华力，从而改善胭脂虫红、苋菜红对棉布的上染率，铁离子与胭脂虫红或苋菜红形成配位键，从而提高棉布胭脂虫红或苋菜红染色深度和牢度。

本发明采用的技术方案是首先合成明胶铁螯合物，然后将其用于棉布的天然染料染色。

明胶铁螯合物合成具体包括如下步骤：

(1)将明胶和蒸馏水加入四口反应瓶中，升温至30-50℃并搅拌10-30min；

(2)将七水硫酸亚铁和蒸馏水加入烧杯中溶解，再倒入分液漏斗；其中，七水硫酸亚铁和蒸馏水的质量比为：1-1.5:5。

(3)将分液漏斗中的物料以每秒1滴的速度加入四口反应瓶中，第一次用30％氢氧化钠溶液调反应液pH值，保温反应1h；第二次用30％氢氧化钠溶液调反应液pH值，保温反应1h；第三次用30％氢氧化钠溶液调反应液pH值，保温反应1h，冷却至室温，出料得明胶铁螯合物橙红色溶液。

进一步的，所述步骤(1)中明胶和蒸馏水的质量比为：1-10:25。

进一步的，所述步骤(3)中合成明胶铁螯合物保温温度为25℃-50℃；进一步的，所述步骤(3)中合成明胶铁螯合物调节反应液的pH值为8-13。