在染整工業中,酶最早主要應用于棉織物退漿和蠶絲的脫膠,而今人們發現利用生物酶處理紡織品不僅能使服用性能得到改善和提高,而且有利于生態環境的保護。應用生物酶處理紡織品的工藝屬于綠色生產工藝,很有發展前景。
1、生物酶的結構和特性
生物酶是具有催化功能的蛋白質。象其他蛋白質一樣的酶分子由氨基酸長鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀,一部分成折疊的薄片結構,而這兩部分由不折疊的氨基酸鏈連接起來,從而使整個酶分子成為特定的三維結構。
生物酶是從生物體中產生的,它具有特殊的催化功能。它與一般催化劑相比具有如下特點[1]:1)催化效率高。酶的催化效率是一般無機催化劑的103～106倍。2)專一性強。一般催化劑對底物專一性比較差,而酶對底物有嚴格的選擇性(某一種酶往往只能對某一類物質起催化作用)。3)反應條件溫和。酶催化反應不象一般催化劑需要高溫、高壓、強酸、強堿等劇烈條件,而可在較溫和的常溫、常壓下進行。4)具有調節能力。許多酶的催化活性可受到多種調節機制的靈活調節。
酶的種類很多,不同的酶最適合作用的條件也各異。影響酶催化活性的因素很多,如酶的濃度、底物濃度、反應溫度、pH值、時間等。要想使生物酶更好地應用在染整工業中,就需要堅持不懈的研究開發和實踐。
2、生物酶在染整工業中的開發與應用
2.1、酶退漿
2.1.1、淀粉酶退漿
用淀粉酶對含有淀粉的棉織物退漿是生物酶最早應用于染整前處理加工的工藝。棉織物采用堿退漿對淀粉漿的退除率較低,采用氧化劑或酸退漿如果工藝條件控制不當又會使織物強力受到嚴重損傷。而采用能分解淀粉漿的淀粉酶,在較溫和的溫度和pH值條件下,使淀粉轉變成溶解狀態,不但退漿率高,而且對棉織物無損傷,產品手感柔軟。因此棉織物采用酶退漿是人們一直公認的理想退漿工藝。過去因淀粉酶成本較堿高得多,再加上它對其他漿料無去除作用,限制了它的應用。隨著生物技術的發展,淀粉酶的價格不斷降低,因此,該工藝又重新引起人們的重視。
2.1.2、脂肪酶輔助退漿
采用脂肪酶輔助退漿工藝國外也有報道[2]。在傳統上漿工藝中,淀粉和以動植物為基礎的潤滑劑(甘油三酸脂)常被用作上漿組分。這主要是由于它們是可以不斷供應的天然原料,容易買到,價格相當便宜。采用傳統的退漿/精練工藝,只有低于10%的動植物被皂化。而以甘油三酸脂為主的潤滑劑幾乎能全部被脂肪酶水解。因此,對于用淀粉/動植物混合漿料上漿的織物,可以采用淀粉酶和脂肪酶的混合退漿劑退漿。
退漿采用軋堆法,工藝條件為脂肪酶濃度5000LU/kg棉,淀粉酶濃度25NAU/kg棉pH值為7,溫度75℃,2h,浴比1∶1,退漿率為98%。
退漿采用高溫短蒸法:脂肪酶濃度100LU/kg棉,淀粉酶濃度50NAU/kg棉,pH為7,溫度90℃以上,時間5min,浴比1∶20,退漿率90%以上。
采用上述工藝退漿均勻性好,織物手感柔軟,可減輕環境污染和精煉負擔。若采用90℃以上短蒸處理,還可縮短退漿時間。
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