本發明涉及一種通過酶法改性提升羊毛纖維制品染色性能的方法，其特征是通過雙氧水進行羊毛纖維預處理，再借助蛋白激酶a催化纖維中絲氨酸和蘇氨酸殘基的羥基磷酸化，增加陽離子染料在羊毛上的得色量，提升羊毛纖維制品染色性能，屬于紡織生物技術領域。

背景技術：

羊毛纖維包括鱗片層、皮質層和髓質層。羊毛纖維大分子結構由18種氨基酸組成，其中極性氨基酸殘基包括酸性氨基酸、堿性氨基酸和含羥基的氨基酸等。在ph低于纖維等電點的酸性條件下，羊毛纖維表面帶正電荷；在等電點以上的近中性及堿性條件下，羊毛纖維表面帶負電荷。

羊毛纖維制品染色中最常用的染料包括酸性染料、酸性媒介染料、中性染料和毛用活性染料等。其中，酸性染料顏色鮮艷、色譜齊全，且勻染性好，在羊毛染色中應用較為廣泛。另一方面，由于酸性染料分子量較小，染料與纖維間氫鍵和范德華力較弱，因此為提高染色深度，需加酸促染，使纖維上氨基離子化后與染料負電性基團結合。由于酸性染料與蛋白質纖維間的離子鍵不夠穩定，水洗時染料較易從纖維表面脫落，從而造成染物濕處理牢度低。為提高羊毛纖維制品的染色牢度，酸性媒介染料和酸性含媒染料在羊毛染色中酸性染料染色中得到應用。與酸性染料相比，兩者染色深度和牢度有所增加，但染物顏色鮮艷度不夠，且酸性媒介染料染色中金屬鹽易殘留在纖維制品中，不僅影響紡織品的安全性，還易產生環境污染，增加印染廢水處理的負擔。此外，毛用活性染料能通過與羊毛纖維形成共價鍵，提升染物濕處理牢度，但染色中也存在染料利用率低、某些色牢度(如汗光牢度、濕摩擦牢度)不能滿足要求的缺陷。與上述染料相比，陽離子染料溶于水后，能電離生成帶正電荷的有色離子，具有色光鮮艷、耐光牢度好等優點，目前多用于含負電性基團的腈綸、陽離子可染滌綸等合成纖維染色。為實現陽離子染料對羊毛染色，也有研究采用含有磺酸基的一氯均三嗪衍生物作為陰離子型改性劑，在高溫堿性條件下使其與羊毛發生親核取代反應，在羊毛纖維上引入負電性磺酸基，通過增加纖維表面負電性，促進陽離子染料上染羊毛。

羊毛纖維中含醇羥基的絲氨酸和蘇氨酸殘基占約16％，在羊毛酶法改性加工中，蛋白激酶a能催化三磷酸腺苷(atp)上的γ-磷酸基團轉移至羊毛纖維大分子的絲氨酸或蘇氨酸殘基上，使其側鏈上的羥基磷酸化，形成帶負電的磷酸基團，促進陽離子染料對羊毛纖維染色。本發明中首先以過氧化氫進行羊毛氧化預處理，使羊毛鱗片層中胱氨酸的二硫鍵斷裂，破壞羊毛鱗片層結構的完整性，不僅有利于后續蛋白激酶a的催化反應，氧化過程中二硫鍵斷裂產生的硫酸根還能增加纖維表面的負電性，增加對陽離子染料的親和力；在氧化預處理基礎上，再以蛋白激酶a催化羊毛中絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化，改善羊毛纖維制品的染色性能。與通過化學法在羊毛上引入負電性基團，并實現陽離子染料上染羊毛相比，以本發明述及的方法能在低溫緩和條件下進行羊毛纖維酶催化改性，避免了高溫堿性條件對羊毛的損傷，且陽離子染料染色后的纖維制品染色深度和色牢度較高。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種通過酶法改性提升羊毛纖維制品染色性能的方法，使用本發明可實現陽離子染料對羊毛纖維染色，獲得較高染色深度和色牢度，提升羊毛纖維制品的染色性能。

本發明的技術方案：一種通過酶法改性提升羊毛纖維制品染色性能的方法，其特征是通過雙氧水進行羊毛預處理，結合蛋白激酶a催化羊毛中絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化，使纖維表面產生較多負電性基團，增加染色中陽離子染料的結合量，提升羊毛纖維制品的染色性能，具體工藝與步驟如下：

(1)羊毛雙氧水預處理：以雙氧水進行羊毛纖維制品預處理；

處理工藝處方及條件：雙氧水1～15g/l，溫度40～60℃，ph范圍8.0～10，處理時間0.5～2小時；

(2)蛋白激酶a催化羊毛磷酸化：步驟(1)處理后的羊毛纖維制品水洗后，以蛋白激酶a和三磷酸腺苷進行處理；

處理工藝處方及條件：蛋白激酶a1～10u/ml，三磷酸腺苷1～20g/l，環磷酸腺苷0～5g/l，溫度20～40℃，ph范圍6.5～8.0，處理時間4～24小時；

(3)陽離子染料染色：步驟(2)處理后羊毛纖維制品水洗后，以陽離子染料進行染色；

染色工藝處方及條件：陽離子染料0.02～5g/l，勻染劑0～2g/l，染色溫度85～100℃，ph范圍4.5～6.5，染色時間0.5～2小時；

(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后羊毛纖維制品水洗后在60℃烘干。

一種生物酶法蛋白質纖維制品阻燃整理方法，所述羊毛纖維制品為以羊毛為原料的梭織物、針織物或紗線；所述蛋白激酶a來源于動物、植物或微生物。

本發明的有益后果

本發明通過雙氧水進行羊毛纖維預處理，結合蛋白激酶a催化纖維中絲氨酸和蘇氨酸殘基中羥基磷酸化，提升羊毛纖維制品的染色性能。與通過化學法進行羊毛改性進行陽離子染料染色相比，本發明具有以下優點：

(1)酶催化反應效率高，利用蛋白激酶a催化羊毛纖維產生負電性磷酸基團，具有專一性強和反應效率高的優點；

(2)磷酸化反應條件緩和，在低溫近中性條件下實現羊毛纖維磷酸化，避免了在高溫堿性條件下進行羊毛接枝陰離子型改性劑，減少了羊毛纖維損傷；

(3)染色性能改善明顯，羊毛纖維制品經雙氧水預處理和蛋白激酶a處理后，增加了對陽離子染料的親和力，提高了染色深度和色牢度。

具體實施方式

通過羊毛纖維制品雙氧水預處理、蛋白激酶a催化羊毛纖維中絲氨酸和蘇氨酸磷酸化，進行陽離子染料染色，提升羊毛纖維制品染色性能的具體實施例如下：

實施例1

以本發明述及的方法進行羊毛織物改性及陽離子染料染色；

(1)羊毛雙氧水預處理：以雙氧水進行羊毛織物預處理，其中雙氧水5g/l，溫度50℃，ph9.0，處理1小時；

(2)蛋白激酶a催化羊毛磷酸化：步驟(1)處理后的羊毛織物水洗后，以蛋白激酶a和三磷酸腺苷進行處理，其中蛋白激酶a2u/ml，三磷酸腺苷4g/l，環磷酸腺苷1g/l，溫度30℃，ph7.5，處理12小時；

(3)陽離子染料染色：步驟(2)處理后羊毛織物水洗后，以陽離子紅x-grl進行染色，其中陽離子紅x-grl0.5g/l，勻染劑0.5g/l，溫度90℃，ph5.0，染色1小時；

(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后羊毛織物水洗后在60℃烘干。

試樣1：經步驟(3)和(4)處理，不經過步驟(1)和(2)處理；

試樣2：經步驟(1)、(3)和(4)處理，不經過步驟(2)處理；

試樣3：經步驟(2)、(3)和(4)處理，不經過步驟(1)處理；；

試樣4：經步驟(1)、(2)、(3)和(4)處理。

經上述工藝處理后，試樣1表面染色深度k/s值為2.38，濕摩擦牢度3級，經向斷裂強力422n；試樣2表面染色深度k/s值為3.21，濕摩擦牢度3級，經向斷裂強力410n；試樣3表面染色深度k/s值為3.27，濕摩擦牢度3級，經向斷裂強力415n；試樣3表面染色深度k/s值為5.45，濕摩擦牢度3.5級，經向斷裂強力412n。

實施例2

以本發明述及的方法進行羊毛織物改性及陽離子染料染色；

(1)羊毛雙氧水預處理：以雙氧水進行羊毛織物預處理，其中雙氧水6g/l，溫度50℃，ph9.5，處理1小時；

(2)蛋白激酶a催化羊毛磷酸化：步驟(1)處理后的羊毛織物水洗后，以蛋白激酶a和三磷酸腺苷進行處理，其中蛋白激酶a5u/ml，三磷酸腺苷5g/l，環磷酸腺苷1g/l，溫度25℃，ph7.5，處理10小時；

(3)陽離子染料染色：步驟(2)處理后羊毛織物水洗后，以陽離子染料進行染色，其中陽離子艷藍rl0.6g/l，勻染劑0.25g/l，溫度95℃，ph5.5，染色0.75小時；

(4)水洗和干燥后處理：步驟(3)處理后羊毛織物水洗后在60℃烘干。

試樣5：經步驟(3)和(4)處理，不經過步驟(1)和(2)處理；

試樣6：經步驟(1)、(3)和(4)處理，不經過步驟(2)處理；

試樣7：經步驟(2)、(3)和(4)處理，不經過步驟(1)處理；；

試樣8：經步驟(1)、(2)、(3)和(4)處理。

經上述工藝處理后，試樣5表面染色深度k/s值為3.20，濕摩擦牢度3.5級，經向斷裂強力481n；試樣6表面染色深度k/s值為4.06，濕摩擦牢度3.5級，經向斷裂強力472n；試樣7表面染色深度k/s值為4.33，濕摩擦牢度3.5級，經向斷裂強力476n；試樣8表面染色深度k/s值為6.07，濕摩擦牢度4級，經向斷裂強力472n。

通過對實施例數據分析：未經雙氧水預處理和蛋白激酶a處理的羊毛織物(試樣1、試樣5)k/s值最低；經雙氧水預處理后羊毛織物(試樣2、試樣6)的k/s值較未改性處理羊毛織物(試樣1、試樣5)的k/s值增加，表明雙氧水通過氧化鱗片層的二硫鍵生成了負電性磺酸基，增加了纖維表面陽離子染料的結合量；蛋白激酶a處理后羊毛織物(試樣3、試樣7)的k/s值較未改性處理羊毛織物(試樣1、試樣5)k/s值增加，表明蛋白激酶a催化羊毛纖維磷酸化，產生了較多負電性磷酸基團，增加了纖維表面陽離子染料的結合量。以本發明述及方法處理的羊毛織物(試樣4、試樣8)分別較實施例1、實施例2中其他羊毛織物染色深度增加，色牢度提高，且織物強力無明顯下降。由此可見，以本發明述及的方法進行羊毛纖維制品雙氧水預處理和蛋白激酶a處理，能促進羊毛纖維表面產生更多負電性基團，增加陽離子染料上染率，提升羊毛纖維制品的染色性能。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。