【集萃網(wǎng)觀察】隨著紡織品市場競爭的激化.利用新技術(shù).開發(fā)新產(chǎn)品已成為在競爭中制勝的手段。用生物整理劑對棉、麻織物進行洗滌加工就是一種可稱之為高科技加工的工藝技術(shù)。它采用生物酶對纖維素纖維進行降解處理.以改善織物性能。
本文就利用這項技術(shù)對棉及棉麻混紡織物所進行的初步試驗情況及試驗過程中涉及到的問題進行初步探討。
1.問題的提出
棉織物涂料染色.因色譜齊全.工藝簡便.成本低廉.為印染廠廣泛采用。但因其是靠粘合劑將涂料牢固地粘在織物表面上而固著的因而有手感硬.懸垂性差等缺點。
麻織物涼爽、挺括、吸濕、散熱快.愈來愈受到人們的喜愛。但由于麻纖維的結(jié)晶度、取向度高.無定型區(qū)少.纖維粗；單根纖維的彎曲剛性指數(shù)和最大抗彎力都較大.纖維間的抱合力又差.因此也存在著不容忽視的缺點.如手感粗糙、刺癢感等。如何改善涂料染色織物及含麻織物的服用性能.是當前急待解決的問題。為此.我們選擇了用纖維素酶對棉及麻織物進行酶洗處理的工藝。
2.纖維素酶的性能和作用
棉麻織物的基本組成物質(zhì)都是纖維素。纖維素是由β－Ｄ葡萄糖�；舜艘�1.4甙鍵聯(lián)結(jié)而成的天然高分子物。纖維素酶是對纖維素具有催化降解能力的酶。在它的作用下.纖維素大分子中的1.4甙鍵可水解成可溶性短鏈多糖化合物和葡萄糖。
降解反應(yīng)首先發(fā)生在纖維素纖維的無定形區(qū).因為纖維素纖維的結(jié)晶區(qū)分子排列比較緊密.纖維素酶大分子很難進入這一區(qū)域參與化學(xué)反應(yīng)。在無定形區(qū)內(nèi).分子的排列松散.纖維素酶容易進入這一區(qū)域.將大分子鏈隨機切斷。
3.影響纖維素酶活性的因素
纖維素酶通常依據(jù)其達到較高活性時的ｐＨ值范圍分成酸性穩(wěn)定、中性穩(wěn)定和堿性穩(wěn)定的纖維素酶三類。中性穩(wěn)定的纖維素酶在ｐＨ為6～7.5的范圍內(nèi)活性較高.溫度為55℃時活性最大。酸性穩(wěn)定的纖維素酶在ｐＨ為4.5～5.5的范圍內(nèi)活性較高.達到最大活性時的溫度為50℃。目前.工業(yè)上可供選用的纖維素酶主要是酸性穩(wěn)定的纖維素酶。中性穩(wěn)定的和堿性穩(wěn)定的纖維素酶均不常見。本試驗采用的也是酸性穩(wěn)定的纖維素酶。
3.1.ｐＨ值及溫度對酸性穩(wěn)定的纖維素酶的影響如下圖所示：
3.2.化學(xué)試劑對纖素酶的影響：
影響纖維素酶活力的因素除了ｐＨ值及溫度外.還有化學(xué)試劑的作用。據(jù)資料介紹：某些有機鹽及鐵、鎂、鋅離子等.有的能形成酶活性物質(zhì).有的能形成酶抑制物質(zhì)。當所形成的酶抑制物質(zhì)不能再可逆復(fù)活時稱為酶中毒。染整加工中經(jīng)常使用的氯漂劑ＮａＣｌＯ及磷酸三鈉、甲醛多酚固色劑等都可能造成酶中毒、失活。
4.試驗方法及過程
4.1試驗設(shè)備和材料：
4.1.1.試驗設(shè)備：恒溫水浴鍋、皂洗試驗機、滾筒式洗衣機、溢流染色機
4.1.2.材料：10ｓ×7ｓ純棉紗卡.密度338×169根／10ｃｍ。10ｓ×10ｓ純棉平布.密度315×161根／10ｃｍ。100ｓ／2×100ｓ／2純棉府綢.密度610×299根／10ｃｍ。11ｓ×11ｓ棉麻混紡色織布.密度187×177根／10ｃｍ。
4.2.工藝流程及條件：
4.2.1.工藝流程：
棉織物前處理→涂料染色→生物整理→后處理
棉麻混紡色織布前處理→生物整理→后處理
4.2.2.工藝條件：
生物整理工藝分反應(yīng)階段和終止階段。在反應(yīng)階段.生物酶對纖維素進行催化水解。在終止階段.需對纖維素酶進行脫活處理.可以采用增高ｐＨ值或升高溫度的方法使酶失活。
反應(yīng)階段：纖維素酶：2－5％（ｏｗｆ）.浴比：1∶10.溫度：50℃.時間：1小時終止階段：溫度：80℃.時間：15分。
4.3.測試及評定方法：
4.3.1.失重測試方法：
將生物整理前后的兩塊布樣放入烘箱.于105℃下烘至恒重.取出放入干燥器中冷卻.分別稱重.計算失重率：
失重率＝（處理前布樣重－處理后布樣重）/處理前布樣重×100％
4.3.2.強力測試方法：
按照國家標準.在斷裂伸長強力機上進行強力測定.計算強力下降率。
強力損失率＝（處理前布樣強力－處理后布樣強力）/處理前布樣強力×100％
4.3.3.外觀評定：
憑經(jīng)驗?zāi)繙y觀察試樣的布面光潔度、紋路清晰度.脫色均勻度。
4.3.4.手感評定：
憑經(jīng)驗以手觸摸評定
5.試驗結(jié)果及分析：
5.1.機械作用對生物整理效果的影響
生物整理只有在同較強烈的機械作用相結(jié)合的情況下才能達到較理想的效果。利用滾筒式洗衣機及溢流染色機.靠機械磨擦作用和流體剪切作用來進行生物整理是適宜的。
5.2.酶濃度的選擇：
5.2.1.小樣整理：
生物整理劑的用量是影響產(chǎn)品整理效果、產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、加工成本的重要因素.生物整理劑的用量越大.纖維素水解反應(yīng)的速度越快.織物的減量越多.強力下降越大。酶濃度的確定應(yīng)當在力求產(chǎn)品質(zhì)量合格整理效果好的前提下將濃度控制在最低限。因此酶的用量確定為3ｇ／ｌ。
5.2.2.大樣整理：
設(shè)備：溢流染色機
ＮＳＡ酶用量：3ｇ／ｌ（酶產(chǎn)地；北京紡織科學(xué)研究所）
生物整理后棉織物重量及強力變化
注；棉／麻織物的生物整理選用了遼寧省紡織科學(xué)研究院生產(chǎn)的ＬＭＣ生物整理劑。
生物整理后棉／麻織物重量及強力變化
生物整理后織物的外觀
生物整理后織物的品質(zhì)之所以得到改善是由于：① 棉麻織物經(jīng)過生物整理后.由于纖維素酶的催化降解作用.結(jié)晶區(qū)之間的“空隙”增大。當纖維受到外力作用時.結(jié)晶區(qū)之間容易產(chǎn)生相對運動.纖維的剛度降低.抗彎力降低.因此.織物的手感變得柔軟.懸垂性得到改善。② 織物表面的小茸毛纖維.在纖維素酶及機械摩擦和流體剪切作用之下.這些豎在布表面的微纖維脫離了織物表面.使得織物表面變得光潔.紋路變得清晰.織物的粗糙感、刺癢感隨之消失。③ 積聚在纖維素纖維無定形區(qū)的涂料.由于織物結(jié)構(gòu)變得膨松而隨之脫落.使織物產(chǎn)生褪色現(xiàn)象呈現(xiàn)出現(xiàn)磨洗的風(fēng)格。
6.存在的問題及建議：
6.1.在生物整理過程中.織物柔軟性、光潔性的提高是以犧牲強力為代價的.尤其是麻織物.對纖維素酶非常敏感。若一味追求外觀質(zhì)量而忽視了強力的下降會得不償失。
6.2.生物整理時的酸性條件對棉麻織物強力的影響不可低估。建議生物工程領(lǐng)域大力開發(fā)堿性穩(wěn)定的及中性穩(wěn)定的纖維素酶。
6.3.目前.工業(yè)上可供選擇的纖維素酶活力小.效率低.酶的耗用量大.成本高。因此在應(yīng)用上受到限制。怎樣才能最大限度地發(fā)揮纖維素酶的作用及纖維素酶能否再生的問題尚待進一步研究。
7.結(jié)論
經(jīng)生物整理后的棉及棉麻混紡織物.無論從手感到風(fēng)格都發(fā)生了非常明顯的變化.產(chǎn)生了意想不到的效果。消除了織物原有的許多缺點.織物的品質(zhì)得到改善。由此看來.生物整理的推廣應(yīng)用是很有實用價值的。
8.參考文獻
1.薛迪庚.“纖維素酶在紡織品上開發(fā)應(yīng)用的探討”《印染》1994.3
2.費云山等.“酶洗中纖維素酶的作用方式與途徑的探討”《印染》1994.9
3.宋桂經(jīng)等.“纖維素酶及其在紡織工業(yè)上的應(yīng)用”《印染助劑》1995.3
4.大門浩作.“纖維素纖維織物的生物酶光潔整理”《印染助劑》1995.5
5.李維宏等.“牛仔服用ＬＭＣ生物整理劑的生物洗整理”《中國紡織工程學(xué)會牛仔布開發(fā)應(yīng)用技術(shù)會議論文》1993.10
來源: 印染在線 作者：北京光華染織廠 沈愛華
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