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科研成果

简介:

基于蛋白酶集成催化体系的羊毛高品质化加工及其产业化:

该项目荣获2014年度中国纺织工业联合会科技进步一等奖。毛纺行业是我国纺织工业的重要组成部分,每年加工羊毛40万吨,占世界羊毛加工总量的三分之一以上。羊毛制品的高品质化是毛纺行业实现产业升级、产品结构调整、增强国际竞争力的重要途径之一,而羊毛缩绒性是制约生产高支轻薄、易护理型高品质羊毛制品的关键因素。

目前,氯化防缩技术是解决羊毛缩绒性的主要途径,但该方法会产生可吸附有机氯(AOX),环境污染严重,制约了行业的发展。发达国家为了解决市场需求与环境的矛盾,已将氯化防缩的生产加工几乎全部转移到了发展中国家,仅我国就拥有28条羊毛氯化防缩生产线,防缩羊毛年加工量高达10余万吨。对此,业界展开了环境友好型无氯防缩技术的长期研究,但受科技水平的制约,仍未实现规模化应用,已成为公认且亟待解决的国际性难题。

生物酶法作为新型的绿色加工技术,是近年来羊毛改性技术研究的热点。在已公开的蛋白酶羊毛防缩加工方法中,均采用两步法,即先氧化或还原预处理,然后再采用蛋白酶处理。这种方式不仅加工流程长、工艺控制困难,而且羊毛纤维损伤大,严重影响了羊毛的品质和服用质量。

本项目以蛋白酶高效集成催化体系为核心,创建了生物酶改性羊毛的集成催化理论与方法,攻克了生物酶法高效无氯羊毛细化防缩关键技术,破解了长期困扰毛纺行业高品质加工与环境污染之间的矛盾难题,并实现了产业化应用,开发了多品种高品质羊毛制品。主要创新点如下:

1创建了蛋白酶集成催化体系,形成了生物酶改性羊毛的集成催化理论和方法:依据集成催化体系的理论设计,开发了水溶性三取代有机膦系列活化剂,基于活化剂与蛋白酶的协同作用,构建了蛋白酶集成催化体系,突破了高效降解羊毛鳞片的技术瓶颈。

2独创了基于蛋白酶集成催化体系的羊毛无氯细化防缩加工技术:通过对角蛋白在集成催化体系中降解反应机制的深入研究,解决了生物酶快速改性羊毛纤维的关键技术,分别开发了适用于间歇式生产的一步法生物酶羊毛细化防缩改性加工方法和毛条连续无氯快速防缩加工方法。

3攻克了生物酶羊毛改性产业化应用难题,开发了系列高品质羊毛产品:以常规品质羊毛为原料,采用一步法生物酶细化防缩改性工艺,配合有机硅改性聚氨酯整理技术,开发了具有优良性能的高品质超薄纯毛机织物;采用毛条连续无氯快速防缩加工技术,开发了具有生态纺织品特征的新型无氯防缩毛条。

本项目申请国家发明专利4项,其中授权3项;发表论文20余篇,3篇被SCIEI收录;获省部级科技进步一等奖1项;研究成果受到国际羊毛局(IWS)的高度重视。本项目实施应用以来,已开发40多种新产品,累计销售收入达8.65亿元,取得了很好的经济效益。同时,本项目打破了以往对生物酶加工的传统认识,对推进生态纺织品的发展和提升我国毛纺行业科技创新水平、有效利用资源、提高产品附加值、减少环境污染具有重大意义,取得了很好的社会效益。