生物酶在棉针织物染整加工中的应用

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1、2008年5月针织工业No．5訇藩馨斗量日扫身U生物酶在棉针织物染整加工中的应用范雪荣(江南大学，江苏无锡214122)摘要：综述了生物酶的特点及应用现状，分别探讨了纤维素酶抛光、过氧化氢酶去除氧漂后残留双氧水、生物酶精练、漆酶皂洗以及葡萄糖氧化酶漂白的原理、工艺和存在的问题，进一步指出：生物酶在染整加工中的应用发展很快．某些工艺已非常成熟。对节约能源和水资源，提高加工效率和加工品质，保护生态环境具有重要意义。关键词：生物酶：纤维素酶；过氧化氢酶；果胶酶；漆酶；葡萄糖氧化酶；应用；染整中图分类号：TS

2、195．5文献标志码：A文章编号：1000—4033(2008)05—0047—06l酶的特点及应用现状1．1酶在针织物染整中应用的优点高效性：可大大提高反应速度．节省时间．如过氧化氢酶去除残余双氧水。专一性：仅对特定的底物起作用．对基质损伤小或无损伤，如蛋白酶真丝脱胶。温和性：反应条件温和。安全性：操作安全，易控制；可取代强酸、强碱等化学品。环保性：无毒。可生物降解。节能性：降低水以及其他能源的消耗。1．2酶应用的现状酶的种类很多．但在纺织品染整加工中应用的主要是水解酶．如淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、

3、脂肪酶、果胶酶等。也有少量的氧化还原酶如过氧化氢酶、漆酶等．还有转移酶如谷氨酰胺转胺酶等。酶在印染中的应用主要在前处理．去除纤维上的天然杂质和附加杂质等：其次是后整理。主要是对纤维表面的处理。酶在印染中的应用有些方面非常成熟．如双氧水酶除氧、纤维素织物生物抛光、牛仔服酶洗、真丝脱胶等。有些方面尽管研究了很多年．但不很成熟．还需做大量工作．如棉针织物的煮练、漂白，毛针织物的生物酶防毡缩等。有些方面还很不成熟．而且近期内难以突破，如生物酶染色(用生物的方法合成色素)。目前．酶的应用主要集中在对天然纤维(包

4、括再生纤维素纤维)的处理上．而对合成纤维的处理还很不成熟。存在上述问题的主要原因在于：a．天然纤维包括天然纤维上的各类杂质已在自然界中长期存作者简介：范雪荣(1963一)，男，教授。主要从事纺织印染技术的教学与研究工作。在．已有相应的酶能对其作用。而合成聚合物．如合成纤维、聚乙烯醇等在自然界出现的时间不长．再加上合成纤维本身结构等原因．还没有相应的、合适的酶能对其作用。b．酶的专一性很强．一般来说．一种酶只能分解一种或一类物质．而天然纤维含有多种杂质，只靠一种酶是不能将其全部分解的．必须要多种酶配合起

5、来。但不同的酶的共适条件不同．这样会影响酶的协同作用效果。c．目前．商品化酶的品种还不多．纤维上的许多杂质还缺乏相应的商品酶对其进行分解．如分解木质素、半纤维素的酶等都还没有商品化。另外。有些成分的杂质如棉蜡等(主要成分是高碳数的碳氢化合物)到目前还没有相应的酶能对其进行分解。d．酶与纤维的作用属于液一固相作用．同时酶也属于高分子物·47．No．5针织工业2008年5月质，分子量很高，很难渗透到纤维内，只能在纤维表面起作用。这样会影响到其作用效率。2纤维素酶抛光2．1原理纤维素酶处理纤维素纤维时．纤维

6、表面发生部分水解．通过织物与织物的摩擦或织物与设备之间的摩擦等机械作用．使削弱了的纤维(表面茸毛)被去除。212棉针织物纤维素酶处理后外观和性能的变化2．2．1外观未处理棉纱上有棉结．棉针织物经过喷射、溢流等染色机较长时间的加工(如前处理、染色)后还会出现毛羽。经过纤维素酶处理后，棉针织物上的毛羽和棉结被去除．棉针织物的结构变得比较清晰．染色织物的颜色更加鲜艳．同时颜色加深。2．2．2强力和起毛起球由于部分纤维被去除．纤维素酶处理会引起失重．因纤维失重和削弱会引起织物强力下降。棉针织物经过纤维素酶处理

7、后．相对顶破强力和减量率之问的关系见图1。零·R吲崔匿蕊靶减量翠／％图1纤维素酶处理后棉针织物的减量率与顶破强力的关系由图l可见．相对顶破强力的降低与减量率基本成正比关系。为了将相对顶破强力保持在可接受的限度内．必须控制织物的失重率。如果在激烈的搅拌和摩擦中进行纤维素酶处理．强力的下降还会增加。值得注意的是。织物上的纤维损耗不会显著降低其耐磨性。·48·棉针织物经过纤维素酶处理后．在受到摩擦时，起毛起球倾向会降低。这足因为织物的表面只残余有少量的纤维。2．2．3抗拉和压缩性能棉针织物的抗拉和压缩性能．

8、如伸长、回弹性和压缩回弹性受纤维素酶处理的影响不大。棉针织物在纤维素酶处理前和处理后抗拉和压缩性能的变化见图2、图3．酶处理时间为60min。图2纤维素酶处理与抗拉性能的关系图3纤维素酶处理与压缩性雒的关系2．2-4表面粗糙度和摩擦系数纤维素酶处理对棉针织物摩擦系数和表而粗糙度的影响见罔4，酶处理时间为60rain。图4纤维素酶处理与表面粗糙度和摩擦系数的关系图4表明．摩擦系数没有变化．但经纤维素酶处理后，棉针织物的表面粗糙度显著下降。这是由于纤维表面的