近幾年，世界上最大的工業(yè)用酶生產(chǎn)廠之一丹麥NovoNordisk介紹了纖維素酶整理技術(shù)，即棉織物的“生物拋光”處理。這種整理就是利用纖維素酶削弱棉纖維表面的小原纖，使小原纖易于從纖維上斷裂，得到了比以前較平滑的纖維表面。該纖維不易起球，具有較少的茸毛及較清潔的表面結(jié)構(gòu)，從而可提高棉織物表面的光潔度及手感，懸垂性和吸水性也有所改善，大大地提高了棉纖維的實(shí)用性和質(zhì)量。然而他們對于纖維素酶處理的最佳工藝條件及其影響因素并沒有做更多的報(bào)道。
纖維素酶是一種無毒且有益環(huán)境的生物催化劑，將它用于棉織物的整理工藝具有很大的優(yōu)越性。為了使這一技術(shù)得到更好的應(yīng)用，我們進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)與測試。
2實(shí)驗(yàn)部分
2．1實(shí)驗(yàn)儀器
(1)HH．S精密恒溫水浴鍋(江蘇金壇市醫(yī)療儀器廠)；
(2)電子天平FAl004(上海市分析儀器廠)；
(3)PHS一3C數(shù)顯酸度計(jì)(上海理連儀器廠)；
(4)電熱恒溫干燥箱(天津市華北實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；
(5)JH722可見分光光度計(jì)(上海菁華科技儀器有限公司)；
(6)YG(B)871型毛細(xì)管效應(yīng)測定儀(溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠)；
(7)DSBD一1數(shù)字白度儀(溫州鹿東儀器廠)；
(8)YG(B)026D一250型電子織物強(qiáng)力機(jī)(溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠)；
(9)30l09686型數(shù)碼顯微鏡(齊齊哈爾大學(xué)生命學(xué)院提供)。
2．2材料及藥品
2．1．1材料棉坯布、棉布(經(jīng)前處理，遼寧棉紡織廠)。
2．1．2藥品
纖維素酶(肇東國科北方酶制劑有限公司)；果膠酶(肇東國科北方酶制劑有限公司)；氯化鈉(分析純)(長春化學(xué)試劑廠)；十六烷基三甲基溴化銨(天津市元立化工有限公司)；冰乙酸(分析純)(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心)；無水碳酸鈉(分析純)(西安化學(xué)試劑廠)；硫酸銅(分析純)(上海化學(xué)試劑總廠)；氫氧化鈉(分析純)(齊齊哈爾化工總廠)。
2．3工藝流程及處方
2．3．1酸性纖維素酶
(1)工藝流程：
配酶處理液一調(diào)pH值一酶處理酶失活(pn值調(diào)ll)—水洗—烘干。(2)工藝處方：
纖維酶用量 3％owf
pH值 5．5
溫度 55℃
處理時(shí)間 45min
浴比 1：20
2．3．2棉布的果膠酶精練
(1)工藝流程：
配酶處理液_+調(diào)pH值一酶處理一酶失活(pH值調(diào)ll)水洗_+烘干。
(2)工藝處方：
果膠酶用量 3％owf
pH值 4．0
溫度 50℃
處理時(shí)間 45min
浴比 1：20
2．3．3棉布的堿精練
(1)工藝流程：
配精練液精練_÷熱洗(90℃)溫洗(5O℃)—冷水洗—烘干。
(2)工藝處方：
氫氧化鈉 25g／L
JFC滲透劑 lg／L
精練溫度 lO0℃
精練時(shí)間 90min
浴比 1：30
2．4性能指標(biāo)的測定
2．4．1減量率測定
減量率(％)=（處理前布重-處理后布重）/處理前布重×l00％
2．4．2毛效測定在YG(B)871型毛細(xì)管效應(yīng)測試儀上按照標(biāo)準(zhǔn)方法測試。
2．4．3織物強(qiáng)力測定在YG(B)026D一250型電子織物強(qiáng)力機(jī)上按標(biāo)準(zhǔn)測定。
2．4．4白度測定在DSBD一1數(shù)字白度儀上按標(biāo)準(zhǔn)測定。
2．4．5棉布生物拋光效果的測定在30109686型放大100倍的數(shù)碼顯微鏡上按標(biāo)準(zhǔn)觀察棉布表面的茸毛即毛羽情況。
3結(jié)果與討論
3．1纖維素酶最佳工藝的確定
3．1．1正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)纖維素酶最佳作用條件范圍進(jìn)行了四因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并測其減量率、斷裂強(qiáng)力、白度、毛效。以減量率為主要指標(biāo)的L16(441正交實(shí)驗(yàn)和極差分析結(jié)果。
討論：從表1、表2中可知酶發(fā)揮的最佳活力，棉布強(qiáng)力損失在可接受范圍之內(nèi)的最佳水平組合為：酶用量3％owl、溫度55℃、pH值5．5、作用時(shí)間55min。
3．1．2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)各因素的最佳組合不在正交實(shí)驗(yàn)中，因此做了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
討論：從表3可知，強(qiáng)力保留率分別為92．3％、90．0％，利
3.2纖維素酶最佳助劑的選擇
不同的助劑會對酶的活力有著不同的影響。有的是抑制劑，而有的是激活劑。因此我們進(jìn)行了助劑的種類和用量的選擇實(shí)驗(yàn)。
討論：從表4中可得纖維素酶的最佳處理?xiàng)l件為：酶用量3％owl、溫度55℃、pH為5．5、作用時(shí)間55min、作用助劑NaC1、用量為0．2％o。以下有關(guān)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)均在此條件下進(jìn)行的。3．3攪拌對纖維素酶處理效果的影響
在最佳條件下，可采用兩種不同轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行處理。
討論：攪拌有助于織物表面被酶水解的茸毛從織物表面脫落，形成光潔的織物表面。
3．4棉布的酶精練
分別用堿、纖維素酶、果膠酶及纖維素酶與果膠酶復(fù)配物對棉布進(jìn)行了精練實(shí)驗(yàn)。參考果膠酶的主要性能指標(biāo)，將果膠酶的用量定為3％。
討論：從表6中可以看出，酶對棉織物進(jìn)行精練處理，完全可以達(dá)到與堿處理幾乎同樣的效果，且對棉布的損失較小。
3．5纖維素酶對棉布的生物拋光整理
圖4、圖5為經(jīng)過酶處理和未經(jīng)處理棉布的放大100倍的數(shù)碼顯微照片。
討論：從圖4和圖5中可以看出，纖維素酶可將棉布紗線表面伸出的小纖維末端和小球即茸毛去除，使棉布具有拋光效果。
4結(jié)語
(1)纖維素酶的最佳處理?xiàng)l件：溫度55'E、pH值5．5；酶用量3％0Wf、作用時(shí)間55min；輕金屬鹽NaC1，NaC1的用量為0．2％owf，且增加攪拌。
(2)纖維素酶也能用于棉織物的精練，對織物的強(qiáng)力損失小且無污染，能實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。
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