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实验报告

生物酶技术在纺织品加工中的应用

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点击次数:  更新时间:2017-12-26  【打印此页】  【关闭

   生物酶经过科学家一个多世纪的研究,通常认为已知的酶达3000多种,目前在纺织中应用生物酶的技术范围较广,已在纤维改性,真丝脱胶,原麻(苎麻、亚麻、红麻)脱胶,染整的退浆、精练、整理和净洗加工,纺织印染的废水处理以及服装的成衣加工等方面有所应用。生物酶技术在改进染整加工工艺、节约能耗、减少环境污染、提高产品质量、增加附加值和开发新型原料的产品等方面都具有独特的优势。目前在纺织加工中使用较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八类。

  一、纤维素酶在纺织加工中的应用

  纤维素酶是催化水解纤维素、生成葡萄坦的酶类的总称,是由多组分酶组成的酶系。它能作用与天然或再生纤维素纤维,包括棉、麻、竹纤维、构木纤维、粘胶纤维、铜氨纤维和Lyocell纤维等,纤维素酶对织物减量处理后,可去掉织物表面茸毛,使织物光洁、明亮、柔软,打光并减少起球现象。

  纤维素酶对织物的仿旧整理:纤维素酶进行仿旧整理是纤维素酶应用最成功、用量最大的领域,它通过对织物纤维表面的剥蚀作用,使织物表面被磨损,染料被剥离,产生水洗石磨的外观,同时基本解决了浮石水洗整理中存在的问题,加工质量好,生产效率高,对环境污染少,可选设备范围广,对织物(奉献、边角和标记)损伤小,织物的柔软性和悬垂性好,设备磨损小,可以对较轻薄的织物进行加工。

  纤维素酶对织物的抛光整理:纤维素酶抛光整理是去除烧毛工序未烧尽的织物(包括针织物、毛巾和服装等)表面的绒毛,达到表面光洁、抗起毛起球,使织物达到柔软、膨松等独特性能的整理。其原理是纤维素酶对纤维素水解,再配合机械搅拌(冲击)实现整理,由于没有化学处理,既节约能源,又减少了废水污染。

  二、蛋白酶在纺织加工中的应用

  蛋白酶是水解肽键的一类酶,蛋白质在蛋白酶的作用下,能迅速水解为胨、肽等,最后成为氨基酸,蛋白酶用来处理毛、丝等蛋白质纤维,对羊毛制品起到抛光作用,光泽度高,低温染色其色泽鲜艳,柔软整理,织物具有手感柔软、滑爽的性能,具有机可洗、抗起球、起毛等护理功能,能有效消除有机氯,对人体无伤害,用于丝的脱胶,无损纤维。

  蛋白酶对羊毛织物的整理:蛋白酶对羊毛进行处理,可使羊毛获得减量;如果在酶直接处理前对羊毛织物进行氧化预处理,可获得较大减量和毡缩率,从而实现对羊毛织物的防毡缩整理;蛋白酶处理羊毛去除60%以上的鳞片类脂,亲水性得到明显改善,可使羊毛织物获得低温染色的性能。

  蛋白酶用于生丝脱胶与丝织物水洗整理:生丝的酶精炼主要由预处理、酶脱胶、皂练或合成洗涤剂精炼及链后处理等工序组成,由于蛋白酶对丝胶的水解是一种均相或介于均相和多相之间的水解模式,因而水解反应的效率较高,对丝的损伤小。

  三、淀粉酶在纺织加工中的应用

  淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称,通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料,由于淀粉酶的高效性及专一性,酶退浆的退浆率高,退浆快,污染少,产品比酸法、减法更柔软,且不损伤纤维。淀粉酶的种类很多,根据织物不同,设备组合不同,工艺流程也不同,目前所用的退浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等,由于淀粉酶退浆机械作用小,水的用量少,可以在低温条件下达到退浆效果,具有鲜明的环保特色。

  四、果胶酶在纺织加工中的应用

  果胶酶是分解果胶的多种酶的总称,可用于分解棉纤维中的果胶质,易于蜡质萃取。在纺织中主要是碱性果胶酶用于棉(棉织物、棉麻织物等)精炼的过程,替代碱的精炼工艺。通常通过碱性果胶酶精炼处理来去除纤维解质层中的蜡质(疏水性复合物)、果胶和蛋白质,对次生层进行改性,去除纤维表面的杂质和有色物质,获得均匀染色,提高亲水性能和柔软性能、织物服用性能等。具有对织物无损伤,对人体和环境无伤害、对设备无损坏的优点。

  五、过氧化氢酶在纺织加工中的应用

  过氧化氢酶是一种氧化还原酶,催化分解过氧化氢成为水和氧气,它主要用于漂白工艺后去除残余的双氧水,提高后继染色性能和质量,并且没有过量危险。过氧化氢酶也可用于纱线染色机、溢流喷射染色机、绞盘染色机和卷染机等的氧漂生物净化处理。

  六、新型(特种)酶在纺织加工中的应用

  1、漆酶在纺织加工中的应用:漆酶是一种氧化还原酶,诺和信公司的Denilit II S就是通过基因改性的黑曲霉漆酶,可以进行牛仔服装仿旧整理工艺,获得的织物手感厚实,表面光洁、凭证、色泽明快、淡雅。

  2、脂肪酶在纺织加工中的应用:脂肪酶(EC3.2.2.3,甘油酯水解酶)是分解天然油脂的酶,其在纺织加工中主要用于绢纺原料脱脂处理;同时,只没在羊毛洗毛中是较好的助洗剂,能去除羊毛附生杂质、脂蜡,使羊毛获得可纺性;对棉织物进行精炼处理,能有效的去除棉的脂蜡;对涤纶进行处理,可改善涤纶表面的亲水性。

  3、葡萄糖氧化酶在纺织加工的应用:葡萄糖氧化酶主要进行织物的漂白整理,这种酶处理对双氧水的产生非常有效,处理使不需添加双氧水稳定剂,处理后织物手感柔软、丰满。

  4、半纤维素酶、木质素酶在纺织加工中的应用:天然的纤维素纤维中均含有半纤维素和木质素,尤其是麻类纤维含量较高,不去除半纤维素和木质素,极度影响纤维的可纺性能,通过半纤维素酶和木质素酶处理,可以大部分清除半纤维素和木质素,但半纤维素酶和木质素酶还没有在纺织工艺中单独使用,主要是和其他酶制剂(如果胶酶、纤维素酶等)配合进行纤维处理。

  新型酶在纺织加工中的应用:化学合成纤维和浆料在纺织中的地位是明显的,这些高分子聚合物不能进行生物分解和降解,造成环境的污染,目前研究人员正在研究新的酶种,通过筛选具有某种功能的菌种,进行基因改性成为高性能酶剂或通过克隆、转基因或的基因工程菌,制出新酶种,或根据化学生物结构和酶学原理定向合成新型酶剂等。这些新型酶剂成为仿酶,目前较成功的酶包括PVA分解酶、涤纶分解酶、分解锦纶寡聚物的基因工程菌、合成酶等。