[发明专利]适用于蚕丝的快速反应性染色方法

说明书

本发明公开了一种适用于蚕丝的快速反应性染色方法，含芳伯胺基团的染料在醛类物质的作用下与蚕丝中的酪氨酸残基发生高温Mannich反应；含芳伯胺基团的染料与蚕丝的质量比为0.03～0.05：1，含芳伯胺基团的染料与醛类物质的摩尔比为1：20～40；染色浴比为1：(50±5)；染浴pH值为3.0～3.5，染色温度为90～95℃，保温时间40～60min；染色结束后，洗涤，晾干。采用该方法能提高蚕丝Mannich染色效率。

技术领域

本发明涉及一种适用于蚕丝的快速反应性染色方法。

背景技术

蚕丝纤维存在染色牢度不佳的问题，现有适用于蚕丝纤维染色方法各有不足。目前用于蚕丝染色的合成染料主要有酸性染料、金属络合染料与活性染料。酸性染料虽然色泽鲜艳、色谱齐全、上染率高，但它通过离子键力与蚕丝纤维结合，易受到水的溶剂化作用影响，通常耐湿处理牢度不佳。金属络合染料借助金属(铬、钴)离子的作用在纤维上形成络合物，具有良好的耐湿处理牢度，不过纤维与染液中大量金属离子残留会对人体健康与环境造成负面影响。活性染料结构中带有反应性基团，染色时能够与蚕丝纤维大分子链端的氨基以及酪氨酸残基中的酚羟基反应生成共价键染着在纤维上，然而活性染料与蛋白质纤维间形成的共价键多为酯基和酰胺基，在较强的酸、碱介质中易发生水解断键，所以说活性染料也无法彻底解决蚕丝纤维的耐湿处理牢度问题；此外，活性染料固色过程中存在着严重的水解问题，产生大量有色废水，污水处理难度大。因此，设计一种能与蚕丝纤维形成牢固共价键结合，使其具有优异的耐湿处理牢度，并且降低排污量，是染整行业迫切需要解决的问题。

蚕丝纤维染色通常以水为介质，染料分子进入纤维无定形区与氨基酸形成物理或化学结合的过程，其染色性能与纤维的形态结构、聚集态结构、氨基酸组成密切相关。蚕丝由丝素和丝胶两部分构成，蚕丝脱胶后的丝素纤维结晶度高，氨基染席少，染深性较差。在构成蚕丝纤维的氨基酸中，只有酪氨酸含有酚式结构，不仅含量高，而且主要分布在水溶液容易渗入的纤维无定形区内。例如，桑蚕丝素、柞蚕丝素的酪氨酸残基摩尔含量分别为0.65和0.48m mol/1g纤维，远超过染至深浓色泽纤维的染席需求。

蛋白质侧基的化学修饰是改善蛋白质化学性质的一种重要方法。蛋白质或多肽中的酪氨酸残基可以与醛类物质、芳伯胺及其衍生物可以在温和的条件下发生三组份反应，使三种物质通过共价键牢固结合，这类反应称为Mannich反应。

本课题组曾申请“适用于蚕丝的共价键着色方法”(2013107373959)，该方法(简称常温Mannich染色法)是利用芳伯胺染料在醛类物质的作用下与蚕丝纤维中的酪氨酸残基发生Mannich反应，从而将染料分子牢固连接在蚕丝大分子上，染色条件温和(30℃，pH 4，染色保温时间10h)，耐湿处理牢度优异。含芳伯胺基团的染料与蚕丝的质量比为0.005～0.03：1，含芳伯胺基团的染料与醛类物质的摩尔比为1：1～2；染色浴比为1：20～100；染浴pH值保持在4.0～6.5范围内，染色温度为30～70℃，保温时间0.5～24小时，染色结束后，然后经过热水和冷水洗涤(例如为经过60℃和15℃的去离子水洗涤)，从而除去吸附在蚕丝上的杂质(将染料浮色和醛类物质从蚕丝上洗涤干净即可)，晾干(10～25℃的室温下晾至恒重)。

虽然该染色法反应温度接近室温，能耗低，但由于反应时间较长，无法满足染整企业高效快速的实际生产要求。且还存在蚕丝纤维的耐湿摩擦牢度不够理想的缺陷。

Mannich染色法原理如下式所示：

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于蚕丝的快速反应性染色方法，采用该方法能提高蚕丝Mannich染色效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于蚕丝的快速反应性染色方法，含芳伯胺基团的染料在醛类物质的作用下与蚕丝中的酪氨酸残基发生高温Mannich反应；