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前处理
棉织物生物酶前处理
佚名
2015/7/28
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棉织物生物酶前处理

1前言

纯棉织物的前处理生产工艺,传统上一直采用高温强碱的化学方法,这种工艺消耗大量能源,产生大量对环境有害的物质,而且对织物损伤较大。资料表明,由纺织品染整引起的污染物含量的75%来自棉制品的前处理[1]。用酶对棉纤维进行前处理,其加工条件比化学方法温和,耗能低,废弃物也容易处理。在纺织品处理上,酶能显著改善棉织物的外观和手感,并能取代一部分酸、碱、氯、磷化合物等化工原料,从而减少污染,不产生或少产生污水,有利于环保和生态。

2生物酶前处理的作用机理[2]

2.1淀粉酶的作用机理

淀粉酶的种类较多,主要有淀粉酶,它是以一种快速的“内切”方式作用于淀粉聚合物,其水解产物为构型,属细菌淀粉酶的一种;B淀粉酶是以一种“外切”的方式作用于淀粉聚合物的一端并逐段将麦芽糖切下;葡萄糖淀粉酶,也是一种以“外切”方式作用于淀粉1,4一甙键的水解反应;支链淀粉酶,是一各胱支酶,它水解支链淀粉分子的1,6甙键,常与其他的酶联合使用。目前常用的淀粉酶为L柚酶,是耐高温淀粉酶的一种,是枯草杆菌分泌出来的类似蛋白质的有机体,属细菌淀粉酶。它能在较高温度下对淀粉分子链中的甙键起催化作用,而使淀粉糊化,进而经机械作用将浆料除去。

2.2果胶酶的作用机理

果胶酶种类有普通果胶酶、原果胶酶(PPASe)、碱性果胶酶等。通常使用的果胶酶是一种复合酶,它能有效地降解果胶质(果胶质分为三类:原果胶、果胶和果胶用下,果胶质可转变为可溶性果胶,使果胶呈游离状态,并随之使表面的其他杂质脱落。

2.3纤维素酶的作用机理

纤维素酶是一种含有相互协同作用的多组分复合酶,通常与果胶酶拼用,以发挥它们的协同效应。果胶酶分解果胶质,纤维素酶分解初生胞壁中的纤维素大分子,去除部分初生胞壁和表面杂质。纤维素酶主要由C酶、C酶及B一葡萄糖苷酶组成,其作用机理主要通过这三种组分来完成。c酶作用于纤维的结晶部分,去除棉籽壳以c酶主为;C酶主要作用于纤维的无定形区和纤维素的衍生物,并最终形成可溶性产物,同时膨化纤维素;B一葡萄糖苷酶则作用于纤维素二糖或三糖类物质,最终分解为单糖。实践证明,在生物酶精练中加人纤维素酶不仅不影响强力,而且使织物外观光洁、手感柔软厚实,增加悬垂感,同时增大纤维素的无定形区,给后道染色、印花提供了良好的条件。

2.4蛋白酶的作用机理

棉纤维中蛋白质含量较高,目前已有采用蛋白质水解酶作煮练剂,但经实践效果不佳。其作用机理是根据所作用的位置不同,选用外蛋白质水解酶和内蛋白质水解酶,但必须改变预处理条件和优化工艺条件才能提高处理效果。棉织物目前一般都不采用,主要用于羊毛织物。

3工艺流程

一般生物酶前处理工艺流程为:预处理→酶退浆→酶精练→漂前处理→氧漂(两次)→烘干

4工艺处方[3]

酶退浆:淀粉酶2000L 3g/L。90汽蒸60 min,带液率100%。

酶精练:果胶酶3000L 0.4/L,木聚糖酶0.6 g/L,酸性纤维素酶0.4g/L,漆酶2g/L,TX-10 5g/L,尿素10g/L。50堆置90min,带液率50%。

漂前处理:EDTA 5g/L,K2S2O8 2g/L,T X-10 5g/L,尿素10g/L。98汽蒸60 min,带液率100%。

氧漂:30﹪H2O230g/L,Na2SiO315g/L,TX-10 5g/L,尿素10g/L。pH值为10.5~11。98汽蒸60 min,带液率100%。

5生物酶前处理的优点

邰文峰等人通过研究[3]指出酶前处理棉织物的断裂强力、顶破强力、撕破强力和保温性能均比碱前处理方式好,而且生物酶前处理对织物的损伤要比传统前处理工艺小的多。

6提商棉织物生物酶前处理效果的措施[4]

传统碱煮练与生物酶精练棉织物的白度和染色性能差异不大双氧水漂白后,酶精练织物的白度略低于碱精练织物,染色后,两种织物的表面色深也非常接近,酶精练织物的染色深度甚至略高十碱精练,而光泽明亮色泽鲜艳,外观效果明显优于碱精练,因此,采对环境友好的酶精练完全是有可能的。酶精练能有效地提高棉织物的润湿性,日综合效果仍达不到传统的碱精练,因此,必须进一步提高棉织物酶精练的效果。

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6.1预处理

一般认为在酶精练中热水预处理是不可缺少的,因为棉纤维中所含的油脂熔点在80℃左右,若预处理温度大于180℃,会部分去除油脂和蛋自质或使它们在纤维表面重新分布,影响纤维的表层结构,其他暴露于水中的纤维素成分增加热水匆处,热水预处理后进行果胶酶处理,可提高果胶酶对棉纤维表血可及性,提高果胶和棉蜡的去除效果,改善棉织物的润湿性,且强力无显著损失。

6.2表面活性剂

单用果胶酶精练几乎不能去除蜡质,而在果胶酶精练时加人少量非离表面活性剂可显提高蜡质的去除,且不影响果胶酶的活性。非离子表面活性剂能减弱酶与底物的结合力,防止酶在底物上固定,使酶吏容易解吸许转移到其它结合位置上,因此,表表面活性剂有去涂油脂和蛋白质的作用,EDTA能去除钙和镁,它们可提高精练效果。

阴离子型、阳离子型表面活性剂会与酶形成复合物,破坏酶的结构,使之失活。具有不同HLB值的若干类型非离子表面活性剂的混合物(HLB值为13)能有效改善蜡质的去除,生物降解性良好的蔗糖酷表面活性剂可提高10%的精练效果。

另外,在添加表面活性剂提高润湿性时,表面活性剂除了起一定的乳化、洗涤作用,有时,仅是表面活性剂本身或它的再润湿性降低水的表面张力,使被处理的织物显示出较好的“亲水性”,而非织物本身因去除杂质而改善润湿性。

6.3酶的协同作用

以果胶酶与果胶酶和纤维素酶拼用相比较,纤维素酶和果胶酶拼用有较好的协同作用,水接触角从93°降低至45°,水保持值从0.15μL/mg提高到2.8μL/mg,精练效果可提高11%,纤维素酶和果胶酶共同作用时,果胶酶通过消化角质层中的果胶质破坏角质层结构,纤维素酶则通过消化紧靠在角质层下的初生胞壁中的纤维素破坏角质层结构,并使果胶酶更容易接近果胶,去除果胶还将释放出残留在纤维表面的其它非纤维素组分,由于不溶性果胶在纤维表面,纤维素酶难以进人纤维内部,反应只局限于表面,从而保护了纤维主体不受破坏,强力没有明显下降,这种协同作用的结果体现在处理的速度和均匀性两方面,是较为有效的精练。

参考文献

[1]天津纺织工学院主编.针织学(第一分册纬编).北京:纺织工业

出版社,1980:48,87~88.

[2]徐谷仓.棉织物生物酶前处理工艺[J].染整科技,2004(1):23-25

[3]邰文峰,邱岳进,石红,杨伟忠,姚琦华.亚麻/棉织物生物酶前处理工艺的研究[J].山东纺织科技,2006(3):6-7

[4]袁霞,范雪荣,王强,王平,高卫东.棉织物的生物酶前处理[J].印染助剂,2003(5):17-18


              

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