引言
近年來,隨著生物技術的發展,酶在織物精練中的應用日益受到重視。酶的反應條件比較溫和,具有專一性;反應生成物易于水解,在工業化生產中具有節能降耗的特點。酶精練工藝對設備要求低,廢水處理簡單,環境污染小,處理后的織物還具有更好的柔軟性。
酶精練的機理是利用原果膠酶與不溶性果膠之間的反應,使果膠成游離狀態,并使表面其它雜質脫落,達到精練目的。棉纖維初生胞壁中,纖維素占有很高的比例,而果膠并不是連續成膜地分布在纖維表面,而是分布在纖維素大分子之間。如果單純使用果膠酶,不僅所需時間長,且精練后織物還需用纖維素酶處理,以去除纖維表面的初生胞壁。因此,在通常情況下是利用多種酶(淀粉酶和纖維素酶等)和果膠酶復配來進行精練。在纖維素酶和果膠酶共同作用時,由于纖維表面存在不溶性果膠,纖維素酶難以進入纖維內部,反應僅局限于纖維表面,從而防止了纖維主體受到破壞,強力未明顯下降。由于表面果膠分子與纖維分子同時受到分解作用,雜質分解會更迅速、更有效,纖維表面的雜質去除也比較干凈。
本試驗就影響酶精練效果的因素,如酶的用量、pH值、溫度、時間等進行試驗分析,以期得到相對合理的工藝條件,為酶精練生產制定工藝提供參考。
l試驗
1.1試驗材料、儀器和藥品
1.1.1試驗材料
29.5tex×29.5tex236根/10cm×236根/10cm純棉機織坯布
1.1.2試驗儀器
精密電子天平(上海化工儀器廠)、DL-6000型小樣試色機(韓國DAELINSTARLET公司)、測色配色系統、精密pH值測試儀(上海化工儀器廠)、燒杯、移液管、玻璃棒、秒表
1.1.3化學藥品
純碘、鹽酸溶液(2mol/L)、氯化鋇、氫氧化鈉、氯化鈉、五水硫酸銅、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、硼酸、四硼酸鈉(以上均為分析純)、寬溫退漿酶CTA—ALl、煮練酶A、煮練酶B、雙氧水(27.5%)、精練漂
1.2測試
1.2.1退漿效果的檢測及評定
剪取退漿布樣,熱水洗,烘干后在布面上滴數滴I2-KL和I2-KL-硼酸溶液,觀察淀粉及PVA漿料的去除情況。當滴在布面上的I2-KL和I2-KL-硼酸溶液呈淺黃色,表示漿料已退凈;如呈藍色,表示織物上還殘留有漿料。
1.2.2果膠去除率的測定
按FZ/T30001--1992測定布樣的果膠含量,按式(1)計算:
果膠去除率/%=(L0—L1)×1O0/Lo(1)
式中:Lo——煮練前布樣上的果膠含量;
L1——煮練后布樣上的果膠含量。
1.2.3毛效測定
將不同溫度下烘干后的試樣在恒溫恒濕箱(溫度2O℃、濕度65%)內平衡24h,記錄30min內水沿織物上升的高度,若液面參差不齊,取最低值。
1.2.4強力測試
按AATCC79—1995測定撕破強力的強降率,斷裂強度電子織物強力機上布樣尺寸為5cm×20cm,鉗口間距為10cm。
1.2.5白度和K/S值測定
在Datacolor測色儀上,按標準方法測定漂白織物的CIE白度,以及染色織物的K/S值和L*、a*、b*、c、h值。
2結果與討論
2.1退、煮、漂三步法
2.1.1最佳退漿工藝的確定
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由表1可以看出,隨著淀粉酶CTA—ALl用量增加,漿料的退除效果變好。淀粉酶CTA—ALl用量超過3.0g/L時,淀粉漿料已基本去除,再繼續增加用量,漿料的去除情況變化不大。考慮處理成本,淀粉酶CTA—ALl的最佳用量定為3.0g/L。
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從表2可以看出,淀粉酶退漿時,溫度越高越好,100℃時淀粉漿料去除效果最好。考慮到成本,退煮漂三步法時退漿溫度90℃。
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從表3可以看出,退漿時間越長,淀粉漿料去除
2.1.2最佳煮練工藝的確定
分別選取了煮練酶A和煮練酶B進行試驗,以選擇效果較好的進行酶煮練。
(1)煮練酶A和煮練酶B用量的選擇
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從表4可以看出,隨著煮練酶A用量的增加,果膠去除情況越來越好。根據經驗,果膠去除率達80%以上就可以滿足精練的要求。綜合成本等各因素,煮練酶A的最佳用量定為1.0g/L。
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從表5可以看出,隨著煮練酶B用量的增加,果膠去除情況越來越好。綜合成本等各因素,煮練酶B的最佳用量定為1.0g/L。
(2)正交試驗法確定最佳煮練工藝
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①煮練酶A煮練工藝正交試驗
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極差大者為主要因素,它的改變對試驗結果影響較大。根據表7,對果膠去除率來說,影響因素的重要性依次為:煮練溫度>煮練時間>酶活促進劑sT—O9的用量;最佳的工藝為:煮練溫度65℃,煮練時間50min,ST一09用量2g/i~。pH值為8.5。
②煮練酶B煮練工藝正交試驗
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根據表8得出:對于果膠去除率,其影響因素依次為:煮練溫度>煮練時間>ST-09用量;最佳工藝為:煮練溫度65℃,煮練時間50min,ST-09用量2g/L。
由于煮練酶B對果膠的去除效果總體上比煮練酶A好些,故選擇煮練酶B進行煮練。然后進行漂白工藝的優化。
2.1.3最佳漂白工藝確定
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根據表9、10得出,對于白度、毛效和撕破強力。其影響因素均依次為:燒堿用量>雙氧水用量>FK-03用量。對于白度來說,最佳工藝為:雙氧水2OmL/L,燒堿4g/L,FK-032g/L;對于毛效來說,最佳工藝為:雙氧水2OmL/L,燒堿4g/L,FK-03
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根據表11可知,退煮漂三步法生物前處理與傳統前處理工藝相比,無論染料濃度大小,其染色性能相差甚微,染色效果可以達到應用要求。
2.2退煮一浴法
2.2.1退漿酶與煮練酶的相容性
(1)煮練酶對淀粉酶CTA.ALl活性的影響淀粉酶CTA-ALl濃度為3.0g/L,依次選取煮練酶A和煮練酶B的濃度為0、2.0、4.0、6.0、10.0g/L,pH值為6.5,測定煮練酶對該淀粉酶活性的影響。
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由表l2可以看出,煮練酶A和煮練酶B對淀粉酶CTA-ALl的退漿效果有促進作用,這說明它們對淀粉酶的活性沒有負面影響。
(2)淀粉酶CTA.ALl對煮練酶活性的影響煮練酶A、B的濃度均為1.0g/L,淀粉酶的濃度為0、3.0、5.0、7.0、10.0L,pH值為8.5。
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由表l3可以看出,淀粉酶CTA—ALl對煮練酶A和煮練酶B去除果膠有促進作用。綜合表l2~l3,可認為淀粉酶與煮練酶A和煮練酶B的相容性很好。
2.2.2退煮一浴后氧漂工藝
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根據表l5得出,對于果膠去除率來說,其影響因素依次為:淀粉酶用量>ST-09用量>煮練酶用量;最佳工藝為:煮練酶用量1.0g/L,淀粉酶用量3.0g/L,ST-09用量1.0g/L,pH值8.5。
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由表l7知,對于白度來說,氫氧化鈉用量的影響最為重要;對毛效和撕破強力來說,影響因素依次為氫氧化鈉用量>雙氧水用量>FK-03用量。綜上,確定最佳工藝為:氫氧化鈉2g/L,雙氧水l4mL/L。FK-034g/L。
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由表l8可以看出,與傳統前處理工藝相比,采用退煮一浴法生物前處理的織物,無論染深色或淺
3結論
(1)生物酶前處理退煮漂三步法的最佳工藝最佳退漿工藝寬溫退漿酶CTA—ALl3.0g/LpH值6.5,溫度9O℃,退漿時間20min。最佳煮練工藝煮練酶B1.0g/L,ST-092g/L,溫度65℃,時間50min。最佳漂白工藝27.5%雙氧水l8mL/L,燒堿2g/L,FK-034g/L,100℃保溫1h。
(2)生物酶前處理退煮一浴法的最佳工藝最佳退煮工藝煮練酶1.0g/L,淀粉酶3.0g/L,ST-091.0g/L,pH值8.0,溫度65℃,時間50min。最佳漂白工藝氫氧化鈉2g/L,27.5%雙氧水14mL/L,FK-034g/L,100℃保溫1h。
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