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前处理
棉织物复合生物酶短流程前处理工艺
佚名
2015/7/27
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棉织物复合生物酶短流程前处理工艺

摘要:采用新型复合生物酶短流程工艺对棉织物进行前处理,优化的工艺处方为:淀粉酶+果胶酶6gL,纤维素酶3gLEDTA 2gL,渗透剂JFC2gL42%双氧水15gL,烧碱8sL。复合生物酶工艺的处理效果与传统前处理工艺相近,且具有对纤维损伤小、对棉籽壳及PVA的去除效果理想、能耗低等优点,完全可以应用于生产。

前言

棉织物复合生物酶前处理工艺是通过果胶酶、淀粉酶、纤维素酶的高效分解作用,以及各种酶的协同作用,去除棉织物上的浆料及天然杂质。与传统前处理工艺相比,生物酶工艺污染小,能耗低,对织物损伤小,助剂及污水处理成本低,是很有发展前景的高效环保的前处理工艺。但就目前而言,其应用过程中仍存在诸多问题,如对PVA浆料的去除效果不理想,对棉籽壳和蜡质的去除效率低,各种酶制剂复配应用条件难以一致等。其中,对棉籽壳的去除一直是酶退浆研究领域中的难题,尚未有较成熟的相关工艺可比拟传统工艺。

Csiszar等人的研究表明,采用纤维素酶和乙二胺四乙酸(EDTA)处理,再辅以机械搅拌,能去除包覆的棉籽碎片和其它非纤维素组分]。国内其它行业学者的研究表明,经碱性双氧水处理后,棉籽壳木质素含量能大幅度降低。此外,国内许多研究表明,清水退除PVA浆料也有一定的效果。

基于以上研究成果,笔者拟先用纤维素酶及ED—TA处理棉织物,汽蒸后再进行95℃热水洗,在去除部分PVA浆料的同时,使各酶制剂失活,防止其在后续工艺过程中继续作用,造成纤维强力损失过高。之后,再用碱性双氧水继续处理,以进一步去除未退除的棉籽壳和剩余PVA浆料。

1试验

11材料与仪器

织物182tex278tex523根/10cmX307根/10om机织棉布(浆料为淀粉、PVA等混合型浆料)

药品高效退煮复合酶制剂MPL12(自制,主要为果胶酶、淀粉酶、纤维素酶和EDTA),片状氢氧化钠,42%双氧水,硅酸钠,碘单质,碘化钾,硼酸,渗透剂JFC

仪器SF300思维士电脑测色仪,FA2004电子天平,LCK800纺织品毛细效应测试仪,SBDY—l型数显白度计,pH计,YC-65N型电子织物强力实验仪,ALS-225电热鼓风干燥箱,721型分光光度计。

12棉织物前处理及染色工艺

121棉织物前处理工艺

(1)传统前处理工艺

烧毛_斗水洗一浸轧退浆工作液(NaOH 20gL,渗透剂JFC 5gL)一汽蒸(60min)一水洗一浸轧精练工作液(NaOH 20gL,渗透剂JFC 5gL)一汽蒸(90℃×60min)水洗一烘干一浸轧漂白工作液(42%双氧水20gLNaOH 15gL,硅酸钠3gL)一汽蒸(98℃X棉织物复合生物酶短流程前处理I20min)水洗一烘干

(2)复合生物酶前处理工艺

烧毛一水洗一浸轧酶处理工作液(果胶酶+淀粉酶6gL,纤维素酶15gLEDTA053gL,渗透剂JFC 13gL等,pH70)一汽蒸(65℃×60min)一热水洗(95℃)一冷水洗一烘干一浸轧漂白工作液(42%双氧水525gLNaOH 2—15gL,硅酸钠3gL)—8℃汽蒸20min水洗一烘干

122染色工艺

浸轧染色工作液(活性红3BF5 L,活性黄3RF5 L,活性蓝FBN5gL)烘干一浸轧固色液(元明粉200gL,纯碱3OgL,防染盐s5 L)一汽蒸固色(110℃x2min)一水洗一皂洗一水洗一烘干

注:以上浸轧过程中轧余率均为70%。

13测试方法

(1)退浆率

淀粉浆料去除率用碘量法测试,PVA去除率采用碘一硼酸法测试。取二者的平均值作为织物的退浆率。

(2)棉籽壳去除效果

采用目测比较,基本无棉籽壳,则去除效果为1级,达到传统工艺的棉籽壳去除效果即为5级。

(3)毛效

参照FZT01071-2008{纺织品毛细效应试验方法》,用LCK800纺织品毛细效应测试仪测定。

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(4)白度

将被测织物折叠成四层,采用SBDY1数显白度仪测定3次,取平均值。

(5)染色深度

采用SF300思维士电脑测色仪进行测试。

(6)断裂强力

GBT39231—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》,在YG65N型电子织物强力实验仪上测试。

2结果与分析

21新型生物酶前处理工艺条件优化

211果胶酶及淀粉酶的用量

果胶酶与淀粉酶为同一生产厂家提供,总用量为6gL,汽蒸温度65℃,最适pH70

212纤维素酶用量

121(2)节工艺进行试验,EDTA用量15gL,渗透剂JFC用量2gL,双氧水及烧碱用量均为l0gL,考察纤维素酶用量的影响,结果见表1

由表1可知,随着纤维素酶用量增加,棉织物的退浆率、棉籽壳去除效果及毛效都有一定提高。这主要是由于其与果胶酶及淀粉酶协同作用,促进了纤维上浆料及天然杂质的分解去除。不过,纤维素酶本身对纤维的刻蚀作用也随着其用量的增加而增强,织物的断裂强力下降较多。因此,在不影响棉织物强力的前提下,纤维素酶用量为3gL时,可达到较理想的处理效果。

213 EDTA用量

纤维素酶用量为3gL,渗透剂JFC用量2gL,双氧水及烧碱用量均为10 L,考察EDTA用量的影响,结果见表2

由表2可知,棉籽壳的去除效果随着EDTA用量的提高而提高,但EDTA用量超过2gL后,作用不再明显。EDTA作为螯合剂,对果胶质的去除也有较好的促进作用,因为其能与果胶质中的钙镁离子有效螯合。随着果胶质中金属离子的去除,以果胶质为骨架的疏水性网状层中杂质间的结合力下降,精练和水洗时果胶质能从纤维表面的角皮层和初生胞壁中溶落出来。同时,附生的蜡质和浆料等也随之松动,从而易于被表面活性剂乳化去除。因此,棉织物的退浆率、毛效及白度均随EDTA用量的提升而有所提高。但是,在去除棉籽壳的过程中,起决定作用的还是纤维素酶,EDTA只起到辅助作用,在纤维素酶用量不变的情况下,其作用效果有限,因此用量也不必太高。综合考虑,EDTA用量为2gL已可满足生产需要。

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214渗透剂JFC用量

纤维素酶用量3gLEDTA用量2gL,双氧水及烧碱用量均为l0gL,渗透剂JFC用量的影响见表3

由表3可知,渗透剂用量的增加有助于棉织物退浆率、毛效及白度的提高,因为渗透剂的加人可促进酶及各种助剂向纤维内部渗透。但是,纤维素酶被表面活性剂带人纤维内部,不仅对纤维表层的棉籽壳起不到去除作用,而且还会对纤维强力产生较强的负面影响。因此,为使纤维素酶的作用尽量限制在纤维表面,渗透剂的用量不宜过高,以2gL为佳。

215双氧水用量

纤维素酶用量3gLEDTA用量2gL,渗透剂JFC用量2gL,烧碱用量l0 L,双氧水用量的影响见表4

碱性双氧水在漂白过程中也具有进一步去除纤维上剩余浆料、天然色素及天然杂质的作用。因此,随着双氧水用量的提高,退浆率、棉籽壳的去除效果和白度均进一步提高。但双氧水用量太大,会造成织物断裂强力明显下降。综合考虑,双氧水用量定为15gL

216烧碱用量

纤维素酶用量3gLEDTA用量2gL,渗透剂JFC用量2gL,双氧水用量15 L,考察烧碱用量对前处理效果的影响,见表5

由表5可知,随着烧碱用量增加,棉织物的退浆率及棉籽壳去除效果均不同程度得到提高。但烧碱用量过高会使处理液pH值过高,导致双氧水分解速率加快,反应过于剧烈,不仅双氧水得不到充分利用,还会使纤维过度损伤,白度下降。因此,烧碱用量选择8gL即可。

22新型生物酶优化处理工艺与传统工艺效果对比

分别采用新型生物酶优化处理工艺和传统工艺处理棉织物,然后以活性红3BF、活性黄3RF和活性蓝FBN染色,结果见表6

由表6可知,新型酶处理工艺的处理效果与传统工艺非常接近,完全达到了生产要求,且其纤维损伤远比传统工艺低。经新型酶工艺处理后的织物,其染色性能也基本与传统工艺相近,对一般生产影响不大。

3结论

(1)采用新型复合生物酶短流程工艺对棉织物进行前处理,优化的工艺处方为:淀粉酶及果胶酶共6gL,纤维素酶3gLEDTA 2 rL,渗透剂JFC 2gL42%双氧水l5g/,L,烧碱8gL

(2)新型生物酶前处理工艺的处理效果与传统前处理工艺相近,且具有对纤维损伤小、能耗低、污水少等诸多优点,完全可以应用于生产。相对于普通生物酶处理工艺,该工艺对棉籽壳及PVA的去除效果比较理想。


              

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