网站首页 网站地图 发邮件给我们
技术交流

纺织用酶简介

发布时间:2011/9/9 1:08:02


纺织纺纱与织布的总称。中国古代的纺织与印染技术具有非常悠久的历史,早在原始社会时期,古人为了适应气候的变化,已懂得就地取材,利用自然资源作为纺织和印染的原料,以及制造简单的纺织工具。

对纺织后的织物进行加工使得织物在颜色上有更多可选性,使得织物在日常应用上更加广泛,这就需要我们现在的印染工艺。印染(dyeing and finishing)又称之为染整是一种加工方式,主要包括练漂(又叫前处理)、染色、印花和整理 (又叫后整理)四大工序;早在六、七千年前的新石器时代,我们的祖先就能够用赤铁矿粉末将麻布染成红色。
染整加工直接从织机生产线上下来的织物统称原布或坯布。坯布中常含有相当数量的杂质,如纤维的衍生物(蜡质、果胶质、含氮物质、灰分、天然色素及棉籽壳等)、化纤上的油剂、纺织过程中施加或沾污的油剂或油污、织造时经纱上的浆料等。这些杂质、油剂、污物如不去除,不但影响织物色泽、手感,而且还会影响织物的吸湿和渗透性能,造成织物着色不均匀、色泽不鲜艳,同时影响染色的坚牢度。因此无论是漂白、染色或印花的产品,一般都需要进行练漂加工即前处理。
前处理的目的是在尽量减少织物强力损失的条件下去除棉纤维织物上的各种杂质及油污,充分发挥棉纤维的优良品质,并使棉织物具有洁白、柔软及良好的润湿渗透性能,以满足服用及其他用途的要求,并为染色、印花整理提供合格的半制品。一般包括原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、开幅、轧水、烘干和丝光工序,其中退浆、煮练、漂白三道工序相互联系,相互补充。
它包括用氢氧化钠、鳌合剂和表面活性剂溶液热处理的煮练过程,用氧化剂处理的漂白过程,以及用浓碱处理的丝光过程。残留物对环境是污染较大,与绿色化学所倡导的生产“环境友好”纺织品和“环境友好”工艺宗旨相悖。因此,寻求一种新型的、环境友好的助剂代替。
随着生物技术的发展,特别是酶技术的发展,用酶代替上述过程中所用到的化学助剂(烧碱等)成为了趋势,目前已经用到纺织上的酶大体有:淀粉酶、果胶酶、纤维素酶以及复合酶。
1)淀粉酶
    淀粉酶的种类很多,按照酶水解淀粉的方式不同,可以分为以下几类:α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶、异淀粉酶、环式糊精生成酶、葡萄糖基转移酶。一淀粉酶可以快速的将淀粉分子链切断,降低淀粉的粘度,常用于棉织物的退浆工艺中。
目前,在工业生产中应用最多的是枯草杆菌α-淀粉酶。α-淀粉酶降解淀粉较稳定,最适pH为5-7。α-淀粉酶的热稳定性和产酶的菌种关系密切,芽胞杆菌α-淀粉酶的耐热性较强,嗜热菌的热稳性更好。一般枯草杆菌的α-淀粉酶可以在65℃下稳定;嗜热脂肪芽胞杆菌的α-淀粉酶在85℃处理20min后仍可以保持70%的酶活。纯化的α-淀粉酶在50℃以上容易失活,但在大量稳定剂如钙离子存在下,酶的热稳定性明显增加。因为α-淀粉酶是一种金属酶,钙离子能使酶分子保持适当的构象,从而维持最大的活性与稳定性。
因而在实际应用和储藏过程中,需要添加钙离子,来维持酶的活性和稳定性。在纺织处理中,由于水中含有α-淀粉酶所需的活性成分,因此用α-淀粉酶进行淀粉退浆处理的水不需要软化。淀粉酶主要应用在纤维素纤维(棉、粘胶等)、棉织物的退浆。
2)果胶酶
    果胶酶是指能够催化果胶质分解的多种酶的总称。果胶酶最初是由MacDonnell从桔子里提取得到的。果胶酶根据降解底物的性质可以分为3大类:果胶水解酶、果胶裂解酶和果胶酯酶。果胶酶按其作用的最适pH分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。碱性果胶酶是在碱性范围内具有较高活性的果胶酶Hardin等人通过研究棉纤维胞壁结构得出果胶酶尤其是偏碱性的果胶酶在棉织物精练方面是有效的。果胶酶对棉纤维的精练主要针对棉纤维的初生胞壁。纤维表面的果胶质和蜡质是相互附生的,果胶质将蜡质粘附在纤维上,因而去除果胶质可以使纤维上的蜡质松动。在生物酶前处理工艺中采用的果胶酶常常辅配有少量的纤维素酶,有助于更彻底地除杂。此外,果胶酶的精练过程中常添加表面活性剂,可以增加处理后棉织物的吸水性,减少残留的果胶物质和蜡质。其精练效果相等或优于常规碱精练,作为常规碱精练的实用替代方法具有巨大的潜力。
3)纤维素酶
    纤维素酶是一种有相互协同作用的多组分的复合酶,主要由C1酶、Cx酶及β一葡萄糖苷酶组成。纺织工业中应用的纤维素酶大多数是由木酶属真菌制造的。对棉织物进行有控制的纤维素酶处理,可使强力适当下降的同时,使织物外观光洁、手感柔软厚实,增加悬垂感,同时增大纤维素的无定形区,给后道染色、印花提供了良好的条件。
4)复合酶
    尽管部分研究表明果胶酶、纤维素酶、蛋白酶单独应用时具有一定效果,但目前总体上认为果胶酶更适合于棉织物酶精练。为了进一步提高果胶酶精练效果,近年来许多研究重点放在考察果胶酶与其它酶制剂组成的复合酶的精练效果。酸性果胶酶和酸性纤维素酶联合精练时存在协同作用:果胶酶水解表皮层,果胶质将为纤维素酶产生更多作用位点,而纤维素酶水解也会使更多表皮层中的果胶质暴露给果胶酶。
    普通脂肪酶仅能水解甘油三酸酯,而甘油三酸酯在棉蜡中含量极少,因此在提高棉织物润湿性方面不如果胶酶或纤维素酶的效果好。但一些研究表明脂肪酶与果胶酶、脂肪酶与纤维素酶组成的复合酶可获得较好的精练效果。此外,研究表明,果胶酶与木聚糖酶、果胶酶与纤维素酶和蛋白酶组成的复合酶在改善棉织物润湿性方面较单用果胶酶好。针对棉纤维杂质组成的多样性和分布的不均匀性,采用以碱性果胶酶为主、其它酶制剂为辅的复合酶精练具有较好的应用前景。但是复合酶一浴精练必须解决各种酶制剂最适作用范围一致性的问题,以实现一浴一步法加工,否则难以得到推广应用。
    酶精练的机理是利用原果胶酶与不溶性果胶之间的反应,不仅使果胶成游离状态,还可以使表面其他杂质脱落达到精练的目的。在精练过程中,保护初生胞壁中的纤维素成分达到手感丰满的效果。但是,棉纤维的初生胞壁中的纤维素分子占有很高的比例,同时果胶并不是连续的成膜地分布在纤维表面,而是分布在纤维素大分子之间。如果单纯使用果胶酶所需时间长,并且精练后的织物还需要在纤维素酶的作用下进一步进行减量加工,以使纤维表面的初生胞壁得以去除。因此在通常情况下,利用纤维素酶和果胶酶复配进行精练。使纤维表面的纤维素大分子分解,同时果胶呈游离状态,达到棉纤维表面杂质去除的效果。在纤维素酶和果胶酶共同作用时,由于不溶性果胶在纤维表面存在,纤维素酶难以进入纤维内部,反应只局限于表面,从而保护了纤维主体不受破坏,强力没有明显的下降。由于表面果胶分子与纤维分子同时受到分解作用比单纯果胶分子的分解会更迅速、更有效,去除纤维表面的杂质也比较干净。
    将果胶酶代替烧碱用于棉织物精练时,通过去除初生胞壁和表皮中所含的蜡质,就能提高作为精练目的织物吸水性。对于精练来说,虽然脂肪酶也有效果,但其攻击性不及果胶酶和纤维素酶,蛋白酶也不及纤维素和果胶酶有效,果胶酶及果胶酶与纤维素酶的复合物是所用酶中最有效的。

新闻中心 | 联系我们 | 工作机会 | 企业邮局 | 设为首页 | 加入收藏
Copyright ©2011-2016 湖州尤嘉生物科技有限公司 版权所有  浙ICP备案号05016241
 
技术支持:易推传媒
业务咨询
点击这里给我发消息
产品答疑
点击这里给我发消息
网站支持
点击这里给我发消息