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曹爭(zhēng)艷，郝龍?jiān)?，蔡玉青，房寬?br />(青島大學(xué)化學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院山東青島266071)0 前言
棉織物傳統(tǒng)燒堿前處理工藝，是利用燒堿和表面活性劑去除蠟質(zhì)和果膠物質(zhì)。生物酶具有其高度的專一性、高效性和溫和性，對(duì)纖維損傷小，且由于其堿性較弱，能與氧漂同浴縮短前處理時(shí)間，減輕了對(duì)環(huán)境的污染，在一定程度上可代替高溫強(qiáng)堿前處理。
涂料染色是近年來流行的一種染色技術(shù)，其工藝簡(jiǎn)單、配色容易，能耗低、污水少，但也存在某些缺點(diǎn)，如只能染深中、淺色織物，染色織物的濕摩擦牢度和耐洗牢度較差，因而限制其應(yīng)用范圍j隨著涂料染色用黏合劑等助劑性能的改進(jìn)，染色織物的色牢度和手感已有一定提高，且工藝簡(jiǎn)化，使涂料染色更加簡(jiǎn)單。
本課題采用淀粉酶和果膠酶的復(fù)合酶代替燒堿，對(duì)棉織物進(jìn)行前處理，并探討其對(duì)后道涂料染色效果的影響。
1 試驗(yàn)1．1材料與設(shè)備
織物29．5 tex X 29．5 tex 236根／10 cm×236根／10 cm純棉機(jī)織坯布。
藥品2000L中溫淀粉酶，堿性果膠酶(康地恩生物公司)；30％雙氧水，硅酸鈉，高氯酸，碘化鉀，碘酸鉀，氫氧化鈉，醋酸(以上均為AR級(jí))；潤(rùn)濕滲透劑AEC-13，陽離子改性促染劑KZ-76(均為工業(yè)品)；涂料紅D-111，涂料黑D-501，涂料黃D-204(上海油墨泗聯(lián)化工有限公司)。
設(shè)備LCK-800紡織品毛細(xì)效應(yīng)測(cè)試儀，YG65N型電子織物強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)儀，ADCT-60-C全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)，X-Rite測(cè)色配色儀，染色摩擦色牢度儀，722型分光光度儀，電熱恒溫水浴鍋，耐洗色牢度儀。
1．2試驗(yàn)步驟
1．2．1 生物酶前處理
(i)生物酶退煮漂一步法／(g/L)
酶用量 30
淀粉酶+果膠酶 1：1～1：5
pH值 5～10
時(shí)問／h 10～24
H202 10
Na2Si03 4
AEC-13 2
(2)生物酶退煮+漂白兩步法／(g／L)
酶用量 30
淀粉酶+果膠酶

1：1～1：5
pH值 5～10
時(shí)間／h 10—24
@=================@###page###@=================@ AEC．13 2
(3)淀粉酶退漿+果膠酶精練+漂白三步法
①退漿工藝／(g/L)
淀粉酶用量 2～6
pH值 4—9
時(shí)間／h 2～10
AEC-13 2
②精練工藝／(g／L)
果膠酶用量 5—25
pH值 5—10
時(shí)間／h 2—12
AEC-13 2
1．2．2 堿前處理
處方／(g／L)
NaOH 20
H202 10
AEC-13 2
Na2Si03 7
工藝流程浸軋工作液(二浸二軋，軋余率80％)→保溫保濕(常溫，24 h)→85℃熱水洗三次→冷水洗→烘干
1．2．3織物陽離子改性
工藝條件浸軋(KZ-76 20 g／L，pH值8～9，二浸二軋，帶液率100％)→預(yù)烘(80 ℃ X 10 min)
1．2．4涂料軋染染色
浸軋涂料染液(涂料20g/L，黏合劑15g/L，二浸二軋，軋余率80％)→預(yù)烘(80℃X 10 min)→焙烘(140℃X 2 min)→固色
1．3測(cè)試
1．3．1 退漿率
采用高氯酸法測(cè)定退漿率。
(1)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
精確稱取淀粉(50±0．1)mg，置于50 mL燒杯中，加人20 mL 42％高氯酸水溶液，室溫下攪拌約30 min，使淀粉完全溶解；然后滴2滴酚酞指示劑，加人6 g/L的NaOH至溶液呈淡紅色，再加2 g／L醋酸至淡紅色消失；移至50 mL容量瓶中，用蒸餾水沖洗燒杯2次，稀釋至刻度。分別吸取0，1，3，6，9，12 mL該溶液于50 mL容量瓶，加入2 g／L醋酸24 mL，10％KI 0．5 mL，0．05 moL／LKIO3 2 mL，用蒸餾水稀釋至刻度。在溫度(25±1)℃、最大波長(zhǎng)(620 nm)下，以空白溶液(不加淀粉)為參比，測(cè)得對(duì)應(yīng)各淀粉濃度的吸光度，并以此為縱坐標(biāo)

，淀粉濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
(2)測(cè)退漿率
稱取退漿前后干燥布樣各2 g左右，剪成小塊，置于100 mL燒杯中。加入約30 mL42％高氯酸溶液，室溫放置30 min，并不斷攪拌。加人60 mL蒸餾水，滴2滴酚酞指示劑，加入6 g／L的NaOH至淡紅色，再加人2 g／L醋酸數(shù)滴使淡紅色消失為止。過濾后將濾液移至250 mL容量瓶中，以蒸餾水稀釋至刻度。顯色穩(wěn)定后立即進(jìn)行比色，測(cè)定吸光度，參照標(biāo)準(zhǔn)曲線求出所測(cè)淀粉液濃度，以及織物上淀粉含量。按式(1)計(jì)算退漿率：
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1．3．2 毛效
采用快速毛效測(cè)試方法，用LCK-800紡織品毛紹效應(yīng)測(cè)試儀測(cè)定液體爬升高度(室溫，30 min)。
1．3．3 白度
按GB／T 8425--1987評(píng)定方法，在全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)ADCT石0．C上測(cè)定。
1．3．4拉伸強(qiáng)力
按GB／T 3923．1—1997《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定條樣法》，在YG65N型電子織物強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)儀上測(cè)試。
1．3．5 織物表觀顏色深度K／S值
按GB／T 8424．1-2001《紡織品色牢度試驗(yàn)表面顏色的測(cè)定通則》測(cè)定。
1．3．6 色度
按GB／T 8424—1987《紡織品顏色和色差的測(cè)定方法》，在全自動(dòng)色差計(jì)上測(cè)定。
1．3．7 摩擦牢度
按GB／T 3920--1997{紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取罚谌旧椢锬Σ晾味葴y(cè)試儀上測(cè)定。
1．3．8皂洗牢度
按GB／T 3921．3一1997《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味龋涸囼?yàn)3》，在織物水洗牢度測(cè)試機(jī)上測(cè)定。
2 結(jié)果與討論
2．1前處理工藝條件優(yōu)化
潤(rùn)濕性和白度是影響織物后續(xù)加工的主要因素，因此，在采用單因素優(yōu)化工藝條件時(shí)，將毛效和白度作為主要的測(cè)試指標(biāo)。
2．1．1 淀粉酶與果膠酶質(zhì)量比的影響
復(fù)合酶

用量為30 g／L，pH值7，堆置溫度55℃條件下，不同淀粉酶與果膠酶質(zhì)量比(簡(jiǎn)稱酶質(zhì)量比)對(duì)棉織物毛效和白度的影響見圖l和圖2。

圖1 酶質(zhì)量比對(duì)毛效的影響 圖2酶質(zhì)量比對(duì)白度的影響
由圖1知，隨著果膠酶與淀粉酶質(zhì)量比的增大，棉織物毛效逐漸增大，當(dāng)酶質(zhì)量比達(dá)4左右時(shí)，毛效達(dá)最大值。由圖2知，隨著酶質(zhì)量比的增大，白度也逐漸提高，在其比值達(dá)3．5～4時(shí)達(dá)到最大。比較三種處理方法可見，三步法處理織物的毛效較好，而一步法處理后織物的白度更優(yōu)。究其原因，三步法中退漿和煮練都是單獨(dú)進(jìn)行，因此對(duì)酶的影響都較小。一步法中因雙氧水的存在，影Ⅱ向酶活力的發(fā)揮，導(dǎo)致毛效較低；而另一方面，正是由于雙氧水存在時(shí)間較長(zhǎng)，因此白度最好。綜合考慮，確定三種方法果膠酶與淀粉酶的質(zhì)量比為4：1，即淀粉酶的用量為6 g／L，果膠酶用量為24 g／L。
2．1．2 pH值的影響
淀粉酶用量6 g／L，果膠酶用量24g/L，堆置溫度為55℃，處理時(shí)間24 h條件下，pH值對(duì)酶處理棉織物毛效和白度的影響，見圖3和圖4。
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圖3 pH值對(duì)毛效的影響 圖4 pH值對(duì)白度的影響
由于淀粉酶和果膠酶適用的pH值不同，因此需要尋找適合復(fù)合酶的酸堿條件。由圖3和圖4可知，隨著pH值由酸性變?yōu)閴A性，織物處理后的毛效和白度先增大后減小。在pH值為6～7時(shí)，其毛效達(dá)到最大值，說明復(fù)合酶適用pH值為6～7左右。因此，可確定在一步法和兩步法中復(fù)合酶的適用pH值為6～7。由于在三步法中淀粉酶和果膠酶的適用pH值不同，因此分別進(jìn)行試驗(yàn)，得出三步法中淀粉酶的適用pH值為6～7，果膠酶8—9。
2．1．3 時(shí)間的影響
在淀粉酶用量6 g／L，果膠酶用量為24g/L，pH值6～7，堆置溫度55℃條件下，改變酶處理時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果見圖5和圖6。

圖5時(shí)間對(duì)毛效的影響

圖6時(shí)間對(duì)白度的影響
在三步法中，對(duì)退漿和精練時(shí)間進(jìn)行了測(cè)試，得出三步法的最佳處理時(shí)間為：淀粉酶退漿5～6 h，果膠酶精練7～9 h。
由圖5和圖6可知，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，織物的毛效和白度增加；但超過15 h，毛效和白度增幅緩慢；16 h后，基本不再增加。從節(jié)約能源和處理效果考慮，確定一步法和兩步法的處理時(shí)間為16 h。
2．1．4生物酶與常規(guī)堿處理效果比較
表1不同前處理方法織物效果比較

由表1知，織物生物酶處理與常規(guī)處理的退漿率、白度、毛效均相當(dāng)，且強(qiáng)力保留率較高，對(duì)織物的損傷極小，因此，可用生物酶前處理代替常規(guī)的堿前處理。
2．2不同前處理方法對(duì)涂料染色效果的影響
2．2．1 不同前處理方法對(duì)K/S值的影響

圖7不同前處理方法對(duì)涂料染色K／S值的影響由圖7知，用四種不同方法前處理的織物染紅、黃、黑三種顏色，其K／S值相當(dāng)。對(duì)于紅色，生物酶兩步法和三步法處理織物的K／S值較常規(guī)處理織物高。在三種生物酶處理方法中，三步法處理織物的涂料染色效果稍優(yōu)于一步法。
2．2．2 不同前處理工藝對(duì)涂料染色色度值的影響
表2不同前處理工藝對(duì)涂料染色后色度值的影響

@=================@###page###@=================@ 由表2可看出，常規(guī)堿處理后紅色織物的飽和度要低于酶處理，但明度L和色調(diào)a、b相差不多。生物酶前處理織物軋染黃、黑色時(shí)，與常規(guī)處理織物染色效果相比，L、a、b、C相當(dāng)。因此，采用生物酶前處理織物可達(dá)到后續(xù)涂料染色加工的要求。
2．2．3 不同前處理方法對(duì)涂料染色牢度的影響
表3不同前處理方法對(duì)涂料染色牢度的影響

注：色牢度試驗(yàn)選取了理論上牢度較差的黑色。
由表3可以看出，除了一步法處理織物的摩擦牢度比常規(guī)處理織物低0．5級(jí)外，兩步法和三步法處理織物的色牢度均與常規(guī)處理織物相當(dāng)。對(duì)于皂洗牢度，四種方法處理織物均無沾色，且變色牢度達(dá)4級(jí)。
3 結(jié)論
生物

酶前處理織物的退漿率、白度和毛效與常規(guī)處理織物相當(dāng)，且強(qiáng)力保留率較高，對(duì)織物的損傷極??；其涂料染色后的K／S值、色度值、摩擦牢度和皂洗牢度也均與常規(guī)處理織物的染色效果相當(dāng)。因此，生物酶前處理可代替常規(guī)堿工藝對(duì)棉織物進(jìn)行前處理，以進(jìn)行后續(xù)涂料染色加工。