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前处理
生物酶在棉织物前处理中的应用研究
佚名
2015/7/27
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生物酶在棉织物前处理中的应用研究

 

摘要:主要探索淀粉酶和果胶酶分别对棉织物冷轧堆法在退浆和精炼中的应用,在棉织物退浆处理中使用淀粉酶的最佳工艺以及在棉织物果胶酶精炼中,对棉织物自度,强力,毛效的影响.针对退浆、煮练过程·筛选出合适的酶制剂.并配置合适的工艺条件完成棉织物的前处理.

      棉以其特有的吸湿、透气、保暖等特点而得到众多消费者的喜爱.据统计,每年全世界纺织用棉纤维价值可达420亿英镑.但是由于棉纤维本身的伴生物以及在棉纤维的纺纱织造过程中所附加的杂质,影响了其润湿性能,所以棉织物一般要进行前处理加工.传统的前处理过程是发生激烈的化学反应的过程,其工艺路线长、耗能多、污染严重,这与当今不断提高的环保要求以及绿色生产相矛盾,于是新工艺、新技术层出不穷,其中生物精炼法和传统的化学精炼法相比,具有不污染环境、作业环境安全、能耗低、所得的棉布手感柔软(可以得到新型材料)、棉纤维强度几乎并不降低等许多优点],因而显示出广阔的发展前景.

       随着生化工程技术的发展及纺织品绿色加工要求的提高以及生物酶高效性和专一性使得生物酶工艺已经成为纺织加工的重要发展方向之一,冷轧堆法因为其节能的特点也成为纺织化学领域研究的热点,本课题选择淀粉酶和果胶酶分别应用在棉织物退浆和煮练工艺中,对比酶工艺与传统工艺在退浆率、白度、强力和毛效等方面的效果;实验过程中,分析酶的浓度、堆置时间、处理温度对酶的催化反应的影响,得到一种处理效果好、成本少、环境友好且对实际生产具有一定引导意义的酶前处理条件.

1实验部分

11仪器与试剂

        全棉织物,府绸坯布,上海申达二印;高氯酸(分析纯),金鹿化工有限企业;重铬酸钾(分析纯),上海浦江化工厂;宽温幅退浆酶,苏州宏达制酶有限企业;精炼酶,上海思米酵素科技有限企业;BioPrepTM,诺维信企业;可溶性淀粉,中国医药集团上海化学试剂企业;平平加OAES.紫外可见分光光度计(U3310)JMu504A型台式轧车,ZBM04019毛效测试仪,wsB—UdO白度计,双臂万能材料试验机(H10K—S),超级恒温器,JFO型高温高压喷射染色机.

12实验方法

(1)淀粉酶冷轧堆法退浆.

工艺条件:预水洗一室温轧酶(二浸-'~L,带液率10096pH6570)一恒温堆置Xh95100℃热水洗一6O℃温水洗一冷水洗一烘干至恒重.称布重,用高氯酸法测吸光度,计算退浆率.

 

         实验处方:退浆酶XgL;渗透剂JFC1gLpH6570;用退浆酶对织物作用,通过改变酶用量、冷堆时间和处理温度中的一个变量,比较其对冷轧堆法退浆效果的影响,得出最佳处理条件.

 

(2)果胶酶冷轧堆法精炼.

碱退浆实验处方及工艺条件:氢氧化钠10gL;渗透剂JFClgL;浴比150;温度100℃;时间30min

 

       果胶酶冷轧堆精练:室温轧酶(二浸二轧,带液率1O0)一保温堆置Xh95100℃热水洗一60℃温水洗一冷水洗一晾干.用果胶酶对织物作用,通过改变酶用量、冷堆时问、处理温度、pH值中的一个变量,比较其对冷轧堆法精炼效果的影响,得出最佳处理条件.

毛效的测试:沿织物经向剪两块5cm×22cm的布条,以5gL的重铬酸钾溶液作为测试液,20℃恒温条件下观察测量,30min时液体沿经向上升的高度(cm)

 

强力的测试:沿织物经向剪5cm×30cm的布条,测试织物的拉伸强力.

 

白度的测试:将试样叠成8层,在ZBD白度计上进行测试,每一试样需在不同部位保持经纬方向一定的情况下,测定3次,取平均值.

2结果与讨论

21淀粉酶冷轧堆法退浆

(1)20℃冷轧堆时,堆置时间、酶质量浓度对退浆率的影响.

 

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       处理条件:淀粉酶,冷堆温度20℃pH6570,带液率100,二浸二轧,结果见图1.图1可知,20℃时冷堆,在相同酶质量浓度处理条件下,棉织物退浆率随着堆置时间的增加而明显增大,当堆置时间超过6hN,退浆率的增加缓慢.从经济方面考虑,在退浆率差不多情况下应选择低的酶质量浓度,堆置时间为6h

 

(2)35℃冷轧堆时,堆置时间、酶质量浓度对退浆率的影响.

处理条件:淀粉酶,冷堆温度35℃pH6570,带液率100,二浸--$L,结果见图2.由图2可知,35℃冷堆,相同酶质量浓度处理条件下,棉织物退浆率也是随着处理时间的增加而增大,堆置时间04h范围内退浆率增加明显,当堆置时间超过4h,退浆率的增加趋于平缓.囚此,在冷轧堆法中,淀粉酶的用量应选择低质量浓度1gL

 

(3)温度对退浆率的影响.

处理条件:淀粉酶,pH6570,带液率100,酶质量浓度1gI,二浸二轧,结果见图3.由图3可知,温度不同,其他条件相同情况下采用淀粉酶冷轧堆法退浆,随温度提高退浆率略有增大,但变化不大.20℃处理时的最适堆置时问为6h,而35℃处理时的最适堆置时间为4h,因为20℃处理时,堆置6h后退浆率的增加不明显,而35℃处理时,堆置46h后退浆率的增加趋缓.随着温度升高,酶的催化效率提高,但当温度过高时,蛋白质变性,酶会失活.温度为35℃时,酶还不会失活.因此,淀粉酶冷轧堆法退浆,淀粉酶的质量浓度1gL,室温,堆置时间46h

22果胶酶冷轧堆法精炼

(1)对白度的影响.

浓度、时间对白度的影响.

处理条件:碱退浆后用碱性果胶酶精炼,20℃冷轧堆,pH80,带液率100,二浸二轧,结果见表1

 

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②pH对白度的影响.

处理条件:碱退浆后用果胶酶精炼,20℃冷轧堆,酶质量浓度05gL,带液率100-N-$L.结果见表2

温度对白度的影响.

处理条件:碱退浆后用果胶酶精炼,不同温度冷轧堆,pH80,酶质量浓度05gL,带液率10095,二浸--$L.结果见表3

以上3个表分别改变了酶质量浓度、冷堆时间、处理温度、pH值中的一个变量,来描述各个变量对白度的影响,由表可知,这些变量对白度的变化几乎没影响,白度始终是在7374左右,对经过精炼后的棉织物来说白度较好,但要改善棉织物的白度,还是应通过漂白、增白工艺来实现.

(2)对毛效的影响.

①2O℃冷轧堆,pH80时,酶质量浓度、堆置时间对毛效的影响.

处理条件:碱性果胶酶,冷轧堆,pH80,带液率10095,二浸二轧.结果见图4.从图4上可以看出,在2O℃冷轧堆,pH80,酶质量浓度025gL时,堆置10h的毛效最高;酶质量浓度05gL时,堆置8h的毛效最高;酶质量浓度1gL时,堆置6h的毛效最高.综合考虑,选择酶质量浓度为1gL,堆置时间为6h

②35℃冷轧堆时,pH值对毛效的影响.

处理条件:果胶酶,冷轧堆,酶质量浓度1gL,带液率10095,二浸--$L,结果见图5.由图5可知,对棉织物碱退浆后,在碱性条件下对棉织物精炼,取得的效果要明显好于酸性条件下处理.在碱性条件下酶精炼,冷堆2h取得较好效果.

③pH8,冷轧堆,温度对毛效的影响.

处理条件:果胶酶,冷轧堆,酶质量浓度lgL,带液率100,二浸二轧,结果见图6fn6可知在质量浓度和pH一定的情况下,温度不同(20℃35℃),毛效对比差别不大,堆置温度室温即可.因为退浆后,棉织物经果胶酶精炼,白度提高不多,且果胶类物质对植物白度本身没有很大影响;又因果胶可以阻碍棉织物的吸湿性,所以,果胶酶精炼后,植物毛效有所提高,因此吸湿性提高.

3结论

采用冷轧堆法,将淀粉酚和果胶酶分别作用到纯棉织物退浆和精炼工艺中,结论如下:

(1)淀粉酶冷轧堆法退浆,淀粉酶的质量浓度lgL,堆置温度为室温,堆置时间46h

(2)经过精炼后的棉织物白度较好,果胶酶对棉织物白度提高不多,要改善棉织物的白度,还是应通过漂白、增白工艺来实现.

(3)由于酶处理的专一性,不会对纤维造成损伤,所以强力下降不很明显.

(4)对棉织物碱退浆后,在碱性条件下对棉织物精炼,取得的效果要明显好于酸性条件下处理.在碱性条件下酶精炼,冷堆2h取得较好效果.


              

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