文档介绍：纤维素酶和漆酶联合处理对麻织物性能的影响
作者:张学霖指导教师:张晓丽
(安徽农业大学轻纺工程与艺术学院 2008纺织工程合肥 230036)
摘要:本试验用漆酶,纤维素酶以及漆酶和纤维素酶联合处理对麻织物进行预处理,研究其对麻织物的性能的影响,主要涉及失重率,白度,断裂强力,毛效,硬挺度等。通过设计四因素三水平正交试验,分析了pH值、温度、处理时间、酶浓度等因素对麻织物性能的影响。并确定了酶处理的最佳工艺。试验结果表明,单一纤维素酶对麻织物处理后,最佳工艺条件为:温度为50℃,pH为5,酶浓度为3g/L,时间为90min,%,%,%。单一漆酶处理的最佳条件为温度为50℃,pH为4,酶浓度为25ml/300ml,时间为30min,%,%,%。酶联合处理的最佳条件为温度为60℃,pH为4,酶浓度为20ml/300ml,时间为45min,%,%,%。
关键词:纤维素酶;漆酶;麻织物;硬挺度;毛效
1 引言
随着人们对纺织品性能的要求和环境意识的提高,绿色纺织品这样一个新概念诞生了[1]。开发和应用对环境无污染对人体无害的新型纺织原料,运用不会带来环境污染的生产工艺成为今后纺织新产品研发的发展趋势。而且作为纺织行业中组成部分的麻纺织业,就使其找到了与生物酶技术的交叉点[2]。
麻织物以其卫生性能好、抗静电、不易沾污、抑菌、抗紫外线、穿着舒适,并且外观粗犷、色调柔和大方、面料挺括等一系列优良的服用特性。但麻纤维的机械性能主要表现在其强力高伸长性能低而且初始模量较大,导致其手感的硬挺,而且麻织物还表现为易起皱,洗可穿性差,成型能力差导致线条僵硬,无飘逸感,形成的褶皱少而且有刺痒感[3]。因此,消除它的刺痒感,提高抗折皱性,成了改善纯麻织物服用性能的关键问题。所以以生物酶为主角的煮练前处理的工艺对传统的工艺提出挑战。生物酶是一种能生物降解且不会对环境污染,另外还具有对作用底物的专一性,这些独特的优点使得它可以在麻纺织行业中的得以应用。生物酶的开发和应用满足了绿色生产加工以及可持续发展的要求,生物酶作为绿色生物制剂是促进今后行业发展的重要载体。到目前为止,应用于纺织行业的生物酶主要有漆酶,纤维素酶,蛋白酶和果胶酶等
[4] 。
本文采用的就是两种常用的生物酶:纤维素酶和漆酶对麻织物进行处理。纤维素酶是一种比较重要的酶产品,也是一种复合酶,主要是由外切葡聚糖酶(Cx酶),内切葡聚糖酶(C1酶),β-葡萄糖苷酶(简称Cß)又称纤维二糖水解酶。C1-酶主要作用于不溶性的纤维素表面,使纤维素结晶链裂开、纤维素分子长链的末端部分游离,从而使纤维素长链易于水解。Cx-酶主要包括有两种:内切β-1,4葡聚糖酶以及外切β-1,4葡聚糖酶,主要作用于经C1-酶催化的纤维素链,将其分解成β-1,4糖苷键。而前者是从聚合物高分子内部任意位置切开β-1,4键,作用后主要生成纤维二糖、纤维三糖等,后者主要作用于低分子多糖,从不具有还原性的末端游离出葡萄糖。另外β-葡萄糖苷酶就是进一步将纤维二糖、纤维三糖和其它低分子糖分解为葡萄糖[5];漆酶是在漆树的树液中发现能使“树漆”氧化硬化的酶,后来经人们研究了东南亚产的漆中的酶,命名为漆酶。漆酶(ases)是一种能够结合多个铜离子的蛋白质,属于铜蓝氧化酶,漆酶可以在空气中存活,发生反应后的产物只有水,因此漆酶本质上是一种环保型酵素。另外漆酶也是一种氧化还原酶,它能在氧气存在的情况下催化酚或羟基形成苯氧自由基和水,从而引发自由基反应。漆酶具有独特的催化特性使其在生物检测中具有广泛的应用。主要用来对织物进行染色和漂白方面的应用[6]。
纯麻织物的酶处理是一种绿色整理的过程,这成为了二十一世纪生态纺织品的开发的重要方向,其必将为麻纺织业带来新的发展契机[7]。
2 试验部分
试验材料
织物:麻织物 438g/m2
药品:纤维素酶(BR,活力1:1000)、漆酶(液体,活力1:10000)、氢氧化钠(分析纯)、磷酸三钠(分析纯)、亚硫酸钠(分析纯)、硅酸钠(分析纯)、30%双氧水(分析纯)、磷酸氢二钠(分析纯)、柠檬酸(分析纯)、乙酸(分析纯)、三水乙酸钠(分析纯)、高锰酸钾(分析纯)、火棉胶、精密pH试纸等
试验仪器
表1 试验仪器
仪器
型号
生产厂家
电子织物强力机
YG(B)026D-259
温州大荣纺织标准仪器厂
自动织物硬挺度试验仪
YG(B)022D
数显白度仪
SBDY-1
上海悦丰仪器仪表有限公司
织物折皱弹性仪
YG541B
宁波纺织仪器厂
纤维细度仪