核心提示：我國紡織業(yè)年耗水量超過100億t，廢水排放量為全國各行業(yè)的第6位，其中印染行業(yè)用水量占80％，約80億t，用水量按單位紡織品質(zhì)量是國外發(fā)達(dá)國家的2—3倍，單位能耗是他們的3—5倍．“十一五”環(huán)保目標(biāo)是到2010年單位能耗比2005年降低20％，污染物排放減少10％，用水量降低30％．因此，節(jié)能、節(jié)水、減排是印染行業(yè)刻不容緩的大事，除了改變陳舊的傳統(tǒng)染整工藝和使用先進(jìn)的節(jié)能、節(jié)水、減排的印染設(shè)備外，開發(fā)節(jié)能減排型的印染助劑也是當(dāng)前國內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)．
我國紡織業(yè)年耗水量超過100億t，廢水排放量為全國各行業(yè)的第6位，其中印染行業(yè)用水量占80％，約80億t，用水量按單位紡織品質(zhì)量是國外發(fā)達(dá)國家的2—3倍，單位能耗是他們的3—5倍．“十一五”環(huán)保目標(biāo)是到2010年單位能耗比2005年降低20％，污染物排放減少10％，用水量降低30％．因此，節(jié)能、節(jié)水、減排是印染行業(yè)刻不容緩的大事，除了改變陳舊的傳統(tǒng)染整工藝和使用先進(jìn)的節(jié)能、節(jié)水、減排的印染設(shè)備外，開發(fā)節(jié)能減排型的印染助劑也是當(dāng)前國內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)．
1節(jié)能減排型前處理助劑的開發(fā)
1．1低溫酶精練劑
棉纖維上含有0．4％，1．2％果膠質(zhì)、0．4％～1．2％蠟質(zhì)、1．0％。1．9％蛋白質(zhì)、0．7％～1．6％灰分和少量的色素等天然雜質(zhì)，稱之為棉纖維的天然共生物．…這些雜質(zhì)主要存在于棉纖維的角質(zhì)層和初生胞壁中，它們使棉具有疏水性，染色時(shí)會阻礙染料的滲透和擴(kuò)散，加上紡紗上漿中施加了漿料、油劑，故在染整加工時(shí)必須將這些雜質(zhì)通過退漿、煮練、漂白工序予以去除，為后續(xù)的染色、印花、后整理創(chuàng)造必要的條件．
在傳統(tǒng)的煮練工藝中，燒堿作為皂化劑將果膠、油蠟、蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，再用表面活性劑將分解物乳化和分散后從棉纖維上去除．但這些過程屬于化學(xué)反應(yīng)，并需要在100℃甚至135℃高溫(高壓)下進(jìn)行，耗汽量很大，lt棉針織品約需耗用蒸汽5—6 t，占整個(gè)染整加工過程中用汽量的60％左右．燒堿還會與纖維素反應(yīng)生成纖維素鈉，不易從纖維上洗下，煮練后必須反復(fù)用水洗滌，耗水量很大，約占整個(gè)染整過程用水量的50％左右，也增加了污水排放量．
低溫練漂是解決染整工藝節(jié)約能源、節(jié)約用水和減少排污量最為有效的方法，是當(dāng)今研究的重點(diǎn)．冷軋堆練漂工藝是利用高濃度化學(xué)物質(zhì)和延長時(shí)間來達(dá)到化學(xué)反應(yīng)的目的，但分解出來的雜質(zhì)牢固地附著在織物上，必需用高溫水強(qiáng)力洗滌，否則產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到中高檔的要求．故在煮練劑中施加溶劑及時(shí)去除水解和皂化生成物，有利于提高水解反應(yīng)速率，降低煮練溫度，但使用有機(jī)溶劑是否可取值得商榷。
采用棉用酶制劑進(jìn)行煮練國外早在20世紀(jì)90年代已有研究，并有許多論著發(fā)表．岬l過去認(rèn)為棉煮練主要是去除棉蠟以提高滲透性，但經(jīng)四氯化碳萃取過的棉依然是零毛效，沒有提高滲透性．將果膠質(zhì)萃取后毛效都很好，因此，煮練對象應(yīng)是去除果膠質(zhì)，當(dāng)然，最理想的結(jié)果是在去除果膠質(zhì)的同時(shí)，也能部分去除其他雜質(zhì)．去除果膠質(zhì)選用果膠酶、半纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶等可起輔助作用．酶制劑生物催化反應(yīng)速度快，一般能在50—60℃反應(yīng)，可以節(jié)約能源．酶本身是蛋白質(zhì)，無毒，很容易生物降解，污水處理負(fù)擔(dān)輕，為環(huán)保型助劑．由于其催化反應(yīng)的專一性，僅能催化特定的一種物質(zhì)進(jìn)行水解或裂解反應(yīng)，所以，它可以從某些物質(zhì)中去除某一種特定的成分，果膠酶可在棉纖維中去除果膠質(zhì)．
果膠質(zhì)是以D一半乳糖醛酸的d—l，4一苷鍵結(jié)的多聚糖為主鏈，其部分羧酸基酯化成為甲酯，果膠質(zhì)中甲酯含量不同，酯化度不一，造成果膠質(zhì)疏水性不同．在這主鏈上有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖和其他糖的支鏈，是一個(gè)分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的高聚物．果膠酶按其作用底物來分，有果膠酸酶、果膠酶和原果膠酶3種，其作用底物分別為果膠酸、果膠和原果膠．原始選用果膠酶進(jìn)行棉纖維煮練收效甚微。因?yàn)樗荒軐⒃z分解．改用原果膠酶，可明顯去除果膠質(zhì)，但效果仍不滿意．改用改性的果膠裂解酶后，才真正獲得成功，它將果膠質(zhì)分子鏈中無規(guī)部分的聚合物切斷，生成低聚物的混合物(內(nèi)切)，作用于果膠質(zhì)高聚物的分子鏈端部，使分子鏈水解，最后形成二聚體或單體(外切)．新的果膠裂解酶是從桿狀菌衍生而得的第三代果膠酶制劑，為解決其耐熱性，通過基因工程和DNA編碼的方法，將不同的細(xì)菌克隆在果膠裂解酶中，這是目前適用棉布煮練的新一代酶制劑．它能在50～80℃、pH值7．1 1、無需鈣鎂離子活化的情況下使用，適用于各種加工工藝，如浸漬法、軋蒸法等，加入表面活性劑和其他酶制劑，可以幫助去除油蠟等雜質(zhì)．應(yīng)用丹麥諾維信公司的果膠酶Scourzvme L、中性纖維素酶和復(fù)合酶對全棉精梳針織品(27．8 tex)進(jìn)行煮練，處理溫度60℃、pH 8．4、時(shí)間60 min，煮練后其果膠去除率分別為：果膠酶94．76％，中性纖維素酶31．37％，復(fù)合酶95．89％，常規(guī)堿煮練的果膠去除率為95．75％．凈洗后的潤濕性達(dá)到1 s之內(nèi)，達(dá)到常規(guī)煮練水平．
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