酶在纺织加工的应用酶在纺织加工的应用.docVIP

酶在纺织加工中的应用 酶在纺织湿加工中的应用最先是用于淀粉退浆。进人90年代后，酶在织物湿加工中的应用非常广泛，从退、煮、漂、染、后整理到废物处理;应用的织物从天然纤维到Tencel等再生纤维素纤维及涤纶等合成纤维。近年来随着生物工艺学的发展，许多新的酶制剂品种不断涌现，生物技术及应用的必威体育精装版进展将对印染产品的开发和清洁工艺的采用带来深远的影响，着重介绍酶应用的新进展。 1 退浆 传统的工业退浆剂为碱、酸或氧化剂等，操作不当，易使织物强力受到严重损失，而且碱、酸和氧化剂对环境有污染。利用生物酶退浆，既可减轻对环境的污染，又不损伤纤维。 使用的酶制剂开始是低温细菌淀粉酶(a一淀粉酶)。后来开发了高温细菌淀粉酶(在95℃一97℃下使用)，处理浴温度较高，酶的活性较高，这样酶剂量降低后也能达到退浆的目的，而且加工时间缩短。Lange等人发现将淀粉酶与脂肪酶混合组成退浆浴，对含有动物脂(润滑剂)的棉织物进行退浆时，效果很明显，并证实淀粉酶与脂肪酶之间存在协同作用，借助脂肪酶催化脂类水解为水溶性的甘油、脂肪酸盐等，提高退浆效果，而且改善了后序的染色性能，织物也变得柔软。 2精练(煮练) 最早的生物煮练是用纤维素酶。虽然煮练后织物的润湿性和吸水性得到提高，但是织物强力和重量损失较大，因此可以认为纤维素酶有助于生物抛光，但不是前处理的合适选择。后来日本坂井拓夫发现原果胶酶可用于棉织物精练。处理后棉的润湿性和果胶质的游离与化学精练相同。NovoNordik的科学家分离出一种碱性果胶酶，能快速催化初生胞壁基质中聚半乳糖醛酸盐的水解，既溶解掉果胶质，又使蜡质充分乳化而除去，不会重新沾污。而且织物重量和强力的损失比碱煮或纤维素酶处理都小。又有发现蛋白酶可作为棉的煮练剂。用牙抱杆菌培植出的蛋白酶煮练棉织物后，与实验室碱煮(100℃，60min)效果相似。而且水解蛋白酶处理的温度和时间(25℃和45℃，10min一30min)比果胶降解酶低，给反应介质提供较大的pH范围(4一7)，织物的重量损失也较小。为了缩短加工时间，节水节能，还有人设想将不同种类的酶拼用进行一浴退浆精练处理。研究发现，将a一淀粉酶和BiotexN一25原果胶酶进行组合后，在53℃条件下进行一浴处理30min后，退率和果胶质的去除都比较理想。对于退浆精练后的棉籽壳问题，Byme提出用木聚糖酶处理，因木聚糖酶能部分降解棉籽壳木质纤维素，故可使此问题得到一定程度的改善。 2.3漂白 棉织物酶漂白可采用如下两种方法:(1)直接破坏天然素进行漂白。(2)将淀粉变为葡萄糖后再利用其间接氧化漂白，所用酶为葡萄糖淀粉酶及葡萄糖氧化酶。 2.4染色 染色方面主要研究织物经过酶前处理或整理后染色性能的改变。一般纤维毒酶处理棉后，织物变得多孔疏松，提高了染色速率，但又溶解了无定形区，造成染料对基质物的亲和性降低，对染料分子吸附的有效体积降低，使平衡上染率下降。最近有研究报导的条件下蛋白酶可作为羊毛染色的助剂。试验了不同蛋白酶在耐缩绒染料染羊毛中的影响。发现NovoNordisk公司制造的Alcalase2.0(水解蛋白质的丝氨酸蛋白酶)能明显提高染料的上染率，而且低温染色(85℃)70min后就可达到常规无酶染色(100℃)140min时的上染率，从而降低了染色温度，减少了染色时间，而且织物的染色牢度不受影响，耐光牢度还有所提高(0.5级左右)。这表明酶不但能提高染料的吸附，而且还促进染料在纤维中的扩散。 2.5整理 生物酶在织物整理上的应用非常广，如牛仔布砂洗、生物抛光、羊毛的防毡缩处理等。其目的主要是改善织物的表面性能及手感、增进织物的吸水性、改善织物与染料的亲和力，给色率和色光。Teneel处理Teneel类纤维在湿处理过程中由于物理摩擦容易产生原纤化，影响织物外观通过酶处理后，可去除原纤茸毛，产生次级原纤化。即轴向最上部的纤维被切断，在其末端形成比较短而均匀的微原纤，产生桃皮绒效果。 羊毛拒水整理常用转谷氨酞胺酶作用机理为，酶作用于角质层的异二肤键一（谷氨酸)赖氨酸上，使谷氨酸上的-CN执与赖氨酸上的-N玫之间产生异肤链交联的反应，并放出氨。由此使羊毛纤维表面的外层薄膜和内部角质化部分疏水化而产生拒水效果。而且酶在拒水整理的用量只需0.5%一1.0%(o.w.f)，是常规拒水剂用量的1/100一l/200。 据报导生物酶用于涤纶和含醋共聚物及其混纺织物降解，有效地改善涤纶的吸水性和润湿性，效果较常规碱水解好;酶还可用于棉纤维柔软整理。 纺织湿加工给人类制造产品的同时，也给环境带来了负担一废液和废物。生物技术用于废液处理，最典型的是活性污泥法，还有臭氧氧化法等。最近研究发现，在纤维上染色的300多种染料中，有178种(56.3%)可被虫漆酶脱色，或色泽变得相当浅。酶处理条件pH值为5一6，温度T