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1引言

棉織物具有吸濕、透氣、柔軟等特點(diǎn),深受消費(fèi)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(zhì),如蠟質(zhì)、果膠、含氮物質(zhì)、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(rùn)濕性,且手感粗糙、色澤不白,在染色、印花過(guò)程中還會(huì)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(chǎn)品均需要進(jìn)行前處理加工。傳統(tǒng)工藝采用重堿煮漂的處理方法,有些品種的ＮａＯＨ用量高達(dá)40～50ｇ/Ｌ,并且會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),工藝流程長(zhǎng)、能耗大、污染嚴(yán)重,不符合綠色環(huán)保的要求。本研究采用生物酶并借助于精練劑、氧漂,對(duì)棉織物進(jìn)行前處理。結(jié)果表明,酶的反應(yīng)條件溫和,針對(duì)性強(qiáng),能耗低,對(duì)前處理設(shè)備的要求低,環(huán)境污染少,處理后產(chǎn)品的性能指標(biāo)比傳統(tǒng)堿處理產(chǎn)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(gòu)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(zhì)、蠟質(zhì)、色素等疏水性雜質(zhì)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(huì)影響織物的透水性,妨礙化學(xué)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(fù)擔(dān),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(wú)機(jī)催化劑高出10萬(wàn)到上億倍。由于酶的催化專一性強(qiáng),一種酶只能催化一種或一類反應(yīng),因此對(duì)于被催化物質(zhì)的選擇也很嚴(yán)格[1]。

本實(shí)驗(yàn)采用的煮練酶是一種新型多元復(fù)合酶,由淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、脂肪酶和木質(zhì)素酶等組成。煮練酶的作用就是準(zhǔn)確、高效、徹底地分解存在于纖維中的共生物和其它雜質(zhì),既準(zhǔn)確完善地清除雜質(zhì)、又對(duì)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(jīng)水洗除去水解產(chǎn)物而達(dá)到退漿的目的。果膠質(zhì)為多糖結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)。這種多糖類結(jié)構(gòu),把纖維素基質(zhì)內(nèi)次生胞壁中的非纖維素成分(如蛋白質(zhì)、脂肪醇、脂肪酸及其酯類、膽甾醇及其它碳?xì)浠衔锝M成的蠟質(zhì)等)通過(guò)主鏈和支鏈粘合,形成以果膠質(zhì)為骨架的、龐大的疏水性網(wǎng)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(kāi)初生胞壁,果膠質(zhì)的游離使初生胞壁中的其它非纖維素物質(zhì)容易通過(guò)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(jié)晶部分,去除草籽;Ｃｘ酶作用于纖維無(wú)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(zhì),最終成為單糖;脂肪酶可除去脂肪類雜質(zhì);木質(zhì)素酶能催化木質(zhì)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(wěn)定,分解速度快。這是因?yàn)樵诖藯l件下,容易形成ＨＯ-2。而ＨＯ-2是一種親核試劑,會(huì)引發(fā)Ｈ2Ｏ2分解,產(chǎn)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(shí)棉織物上殘留的其它雜質(zhì)(如棉籽殼、蠟質(zhì)、含氮物質(zhì)等)也可在漂白中進(jìn)一步除去,提高織物的潤(rùn)濕性。

2.3精練原理

在生物精練過(guò)程中,酶作用后的分解物以及游離的蠟質(zhì)等物質(zhì),以小分子或碎片的形式仍然附著于織物中,需要外加化學(xué)品才能更有效地去除。精練劑集乳化、分散、絡(luò)合、滲透為一體,可提高酶的可接近度,洗滌乳化性,在酶切開(kāi)初生胞壁后,將果膠鹽中的Ｃａ2+、Ｆｅ3+、Ｍｇ2+等金屬離子絡(luò)合,從而加速果膠質(zhì)從表皮中游離。

3實(shí)驗(yàn)材料及測(cè)試方法

3.1材料

織物:純棉坯布20Ｓ×20Ｓ。

藥品:煮練酶(由項(xiàng)目研究組復(fù)配),精練劑(由項(xiàng)目研究組復(fù)配),ＮａＯＨ(分析純),30%Ｈ2Ｏ2,Ｎａ2ＣＯ3(無(wú)水),Ｎａ2ＳｉＯ4(化學(xué)純),Ｎａ2ＳＯ3(化學(xué)純),ＪＦＣ。

儀器:思維思測(cè)色配色系統(tǒng),分析天平,恒溫電熱水浴鍋,酸度計(jì),燒杯,高溫高壓小樣機(jī),強(qiáng)力測(cè)定儀,簡(jiǎn)易毛效測(cè)定裝置,小軋車。

3.2實(shí)驗(yàn)方法

3.2.1工藝過(guò)程

采用一定濃度的煮練酶,在規(guī)定溫度下對(duì)純棉坯布進(jìn)行二浸二軋?zhí)幚?軋液率100%);室溫堆置至規(guī)定時(shí)間后,將布樣洗凈,再室溫二浸二軋?zhí)幚?軋液率100%),使用一定濃度的精練劑,然后汽蒸萃取至規(guī)定時(shí)間;取出布樣洗凈后,最后用Ｈ2Ｏ2進(jìn)行漂白至規(guī)定時(shí)間;將布樣洗凈,測(cè)定毛效、白度、斷裂強(qiáng)力。