1引言
棉織物具有吸濕、透氣、柔軟等特點,深受消費者歡迎。但是,由于棉纖維本身的共生物(即含有的非纖維素物質,如蠟質、果膠、含氮物質、灰分等)以及在紡織加工中加入的各種漿料和沾染的油污,降低了織物的潤濕性,且手感粗糙、色澤不白,在染色、印花過程中還會妨礙染料上染,使色澤不艷,染色牢度不好。因此,漂白、印花或染色產品均需要進行前處理加工。傳統工藝采用重堿煮漂的處理方法,有些品種的ＮａＯＨ用量高達40～50ｇ/Ｌ,并且會發生強烈的化學反應,工藝流程長、能耗大、污染嚴重,不符合綠色環保的要求。本研究采用生物酶并借助于精練劑、氧漂,對棉織物進行前處理。結果表明,酶的反應條件溫和,針對性強,能耗低,對前處理設備的要求低,環境污染少,處理后產品的性能指標比傳統堿處理產品好。
2前處理原理
棉纖維是一種植物組織,外層由次生胞壁和覆蓋在其上的初生胞壁構成。最外層的初生胞壁占棉纖維總厚度的1%,其中的纖維素含量低,占52%;而果膠質、蠟質、色素等疏水性雜質占48%,后者不利于染整后加工,必須除去。另外,棉織物在織造前所上的漿液會影響織物的透水性,妨礙化學藥劑和染料與纖維的接觸,多耗用染化藥品,增加練漂工藝負擔,造成印染疵病,故在練漂前要退漿。
2.1酶處理原理
酶的催化效率極高,比無機催化劑高出10萬到上億倍。由于酶的催化專一性強,一種酶只能催化一種或一類反應,因此對于被催化物質的選擇也很嚴格[1]。
本實驗采用的煮練酶是一種新型多元復合酶,由淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、脂肪酶和木質素酶等組成。煮練酶的作用就是準確、高效、徹底地分解存在于纖維中的共生物和其它雜質,既準確完善地清除雜質、又對纖維本身不造成影響。淀粉酶能催化淀粉大分子鏈水解,而生成分子量較小、粘度較低、溶解度較高的低分子化合物,再經水洗除去水解產物而達到退漿的目的。果膠質為多糖結構,其主鏈為聚半乳糖醛酸,支鏈為鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖結構。這種多糖類結構,把纖維素基質內次生胞壁中的非纖維素成分(如蛋白質、脂肪醇、脂肪酸及其酯類、膽甾醇及其它碳氫化合物組成的蠟質等)通過主鏈和支鏈粘合,形成以果膠質為骨架的、龐大的疏水性網狀層。果膠酶能快速催化初生胞壁中的聚半乳糖醛酸水解,切開初生胞壁,果膠質的游離使初生胞壁中的其它非纖維素物質容易通過精練劑的乳化、分解和溶解。纖維素酶中的Ｃ1酶作用于纖維結晶部分,去除草籽;Ｃｘ酶作用于纖維無定型部分,膨化纖維,使織物手感柔軟;β—葡萄糖苷酶作用于纖維素二糖、三糖類物質,最終成為單糖;脂肪酶可除去脂肪類雜質;木質素酶能催化木質素大分子鏈中醚鍵降解,使棉籽殼基本解體。
2.2氧漂原理
Ｈ2Ｏ2在堿性條件下不穩定,分解速度快。這是因為在此條件下,容易形成ＨＯ-2。而ＨＯ-2是一種親核試劑,會引發Ｈ2Ｏ2分解,產生游離基(ＨＯ-2和ＨＯ·)。游離基能破壞棉纖維中的色素,賦予棉織物必要的白度,同時棉織物上殘留的其它雜質(如棉籽殼、蠟質、含氮物質等)也可在漂白中進一步除去,提高織物的潤濕性。
2.3精練原理
在生物精練過程中,酶作用后的分解物以及游離的蠟質等物質,以小分子或碎片的形式仍然附著于織物中,需要外加化學品才能更有效地去除。精練劑集乳化、分散、絡合、滲透為一體,可提高酶的可接近度,洗滌乳化性,在酶切開初生胞壁后,將果膠鹽中的Ｃａ2+、Ｆｅ3+、Ｍｇ2+等金屬離子絡合,從而加速果膠質從表皮中游離。
3實驗材料及測試方法
3.1材料
織物:純棉坯布20Ｓ×20Ｓ。
藥品:煮練酶(由項目研究組復配),精練劑(由項目研究組復配),ＮａＯＨ(分析純),30%Ｈ2Ｏ2,Ｎａ2ＣＯ3(無水),Ｎａ2ＳｉＯ4(化學純),Ｎａ2ＳＯ3(化學純),ＪＦＣ。
儀器:思維思測色配色系統,分析天平,恒溫電熱水浴鍋,酸度計,燒杯,高溫高壓小樣機,強力測定儀,簡易毛效測定裝置,小軋車。
3.2實驗方法
3.2.1工藝過程
采用一定濃度的煮練酶,在規定溫度下對純棉坯布進行二浸二軋處理(軋液率100%);室溫堆置至規定時間后,將布樣洗凈,再室溫二浸二軋處理(軋液率100%),使用一定濃度的精練劑,然后汽蒸萃取至規定時間;取出布樣洗凈后,最后用Ｈ2Ｏ2進行漂白至規定時間;將布樣洗凈,測定毛效、白度、斷裂強力。
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