生物酶前處理棉織物，條件溫和，工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，能量消耗小，無(wú)污水處理，處理過(guò)程中能有效避免纖維受損，處理后的織物手感蓬松柔軟。果膠酶應(yīng)用于棉織物精練的原理是通過(guò)消除反應(yīng)，切斷棉纖維上果膠酸和果膠酸酯分子中的 1-4糖苷鍵，再經(jīng)乳化、水洗等工序去除。
超聲波在煮練工藝中的作用主要是源于空化作用而引起的彌散、乳化、洗滌以及解聚等作用。超聲空化作用使黏附在纖維上的污物表面張力降低。因此在各個(gè)表面上和低凹處起著清潔作用，同時(shí)空化作用使污物和油垢得以乳化，協(xié)助清除油垢和污物。超聲波的分散作用使膠質(zhì)與纖維分開，再利用超聲解聚作用將膠質(zhì)去除。
本文采用果膠酶對(duì)棉織物精練，分別對(duì)影響生物酶精練效果的因素如時(shí)間、溫度、濃度等進(jìn)行討論，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化果膠酶精練棉織物的工藝條件，同時(shí)，比較了不同精練工藝處理，棉織物的白度、斷裂強(qiáng)力和毛效。
1 試驗(yàn)
1.1 試驗(yàn)材料
藥品：堿性果膠酶 3000 APSU/g，堿性蛋白酶4000 NWPU，堿性木聚糖酶，由丹麥諾維信公司生產(chǎn)；纖維素酶15000U/g，由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)；NaOH，無(wú)水Na2CO3，NaHCO3，H2O2，Na2SiO3•9H2O，均為分析純。
儀器：KH-100B型超聲波清洗器，國(guó)華SHA-C恒溫振蕩水浴鍋， QZX-01汽蒸箱， MU505T型臺(tái)式軋車，電熱鼓風(fēng)干燥箱， Sartorius電子天平， WSD-3C全自動(dòng)白度計(jì)；G(B)871型毛細(xì)效應(yīng)測(cè)定儀， YG(B)26D-500型電子織物強(qiáng)力機(jī)。
1.2 退漿工藝
坯布潤(rùn)濕→兩浸兩軋NaOH溶液(10g/L)→汽蒸(100℃,30min) →熱水洗→稀酸中和→冷水洗→烘干
1.3 酶精練工藝
1.4 測(cè)試方法
毛細(xì)測(cè)試用G(B)871型毛細(xì)效應(yīng)測(cè)定儀
斷裂強(qiáng)力按GB3923-
白度用WSD-3C全自動(dòng)白度計(jì),按GB5425-1987進(jìn)行測(cè)試
2 結(jié)果與討論
2.1果膠酶用量對(duì)織物精練效果的影響
表1 果膠酶用量對(duì)織物精練效果的影響
| 果膠酶用量g/L | 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N |
| 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 水浴 | 12.4 12.8 13.4 13.3 12.9 11.5 | 75.98 75.88 75.71 76.07 75.94 75.41 | 588 576 577 561 552 563 |
注：超聲波中pH為9，60℃×30min；水浴中為果膠酶2g/L， pH為9，60℃×30min
從表1可以看出，隨著果膠酶用量的提高，棉織物的潤(rùn)濕性能有了一定提高，但用量超過(guò)2g/L后，毛效反而下降，果膠酶最佳用量為2g/L。從表中可以看出，在超聲波中處理的棉織物效果明顯好于普通水浴中，超聲波可將纖維毛細(xì)管或織物經(jīng)緯交織點(diǎn)中溶解或滯留的空氣排除掉，從而有利于纖維與整理液的接觸，提高了精練效果。而超聲波中進(jìn)行漂白整理，效果也非常令人滿意。
2.2 pH值對(duì)織物精練效果的影響
表2 pH值對(duì)織物精練效果的影響
| pH值 | < 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N | |
| 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 水浴 | 9.7 11.3 13.4 12.4 12.6 11.3 | 75.89 75.85 75.71 76.35 75.99 75.54 | 590 585 577 532 502 541 |
注：超聲波中果膠酶用量2g/L，60℃×30min；水浴中為果膠酶2g/L， pH為10，60℃×30min
從表2中可以看出，pH值對(duì)果膠酶的精練效果影響非常大，pH值9.0時(shí)精練效果最好，說(shuō)明堿性果膠酶在pH值9.0時(shí)，活性最高。
2.3 溫度對(duì)織物精練效果的影響
表3 溫度對(duì)織物精練效果的影響
| 溫度/℃ | 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N |
| 40 50 60 70 80 水浴 | 10.5 12.7 13.4 13.1 12.0 11.8 | 75.74 76.99 75.71 76.90 76.04 76.07 | 597 584 579 524 511 526 |
注：超聲波中果膠酶用量2g/L， pH為9，30min；水浴中為果膠酶2g/L， pH為9，70℃×30min
從表3中可以看出，隨著溫度的升高，織物潤(rùn)濕效果也有所提高，60℃時(shí)達(dá)到最大，60℃之后毛效下降，部分果膠酶已發(fā)生變性。
2.4 時(shí)間對(duì)織物精練效果的影響
表4 時(shí)間對(duì)織物精練效果的影響
| 時(shí)間/min | 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N |
| 15 30 45 60 75 水浴 | 12.1 13.4 13.8 13.7 13.9 12.3 | 76.10 75.71 75.89 76.39 76.21 75.78 | 595 584 581 556 551 565 |
注：超聲波中果膠酶用量2g/L， pH為9，60℃；水浴中為果膠酶2g/L， pH為9，70℃×60min
超聲波處理織物，可縮短處理時(shí)間，從表4中可以看出超聲波中處理15min與水浴中處理60min的效果相同?？紤]到生產(chǎn)成本，處理時(shí)間定為30min為宜。綜合以上結(jié)果可以看出，在超聲波中進(jìn)行酶精練，理想的工藝是果
2.5 兩種酶復(fù)配對(duì)織物精練效果的影響
以果膠酶為主，其他三種酶分別與其進(jìn)行復(fù)配，結(jié)果如下：
表5 果膠酶與不同種類酶按2：1復(fù)配的精練效果
| 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N | |
| 纖維素酶 | 13.7 | 76.03 | 580 |
| 蛋白酶 | 12.8 | 76.31 76.39 | 592 582 |
| 木聚糖酶 | 11.6 |
注：果膠酶用量2g/L，其他三種酶分別為1g/L， pH為9，60℃×30min
表6 果膠酶與不同種類酶按3：1復(fù)配的精練效果
| 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N | |
| 纖維素酶 | 14.2 | 76.18 76.24 76.40 | 586 584 573 |
| 蛋白酶 木聚糖酶 | 13.0 12.4 |
注：果膠酶用量2g/L，其他三種酶分別為0.67g/L， pH為9，60℃×30min
從表5和表6中可以看出果膠酶與纖維素酶復(fù)配，效果要明顯好于其他兩種酶，這是因?yàn)槔w維素酶使纖維表面的纖維素大分子分解，同時(shí)果膠呈游離狀態(tài)，達(dá)到去除棉纖維表面雜質(zhì)的效果。同時(shí)，對(duì)比表5和表6，我們可以發(fā)現(xiàn)，在超聲波中果膠酶與其他酶按3：1投料效果要更好一些。這可能是因?yàn)?，少量的其他種類酶會(huì)對(duì)精練起到一定的促進(jìn)效果，但濃度太高，會(huì)使過(guò)多的酶堵塞纖維中的通道，影響果膠酶的進(jìn)入。
2.6 三種酶復(fù)配對(duì)織物精練效果的影響
以果膠酶為主，其他酶分別兩兩與其進(jìn)行復(fù)配，結(jié)果如下：
表7 果膠酶與另外兩種酶按3：1：1復(fù)配的精練效果
| 毛效/cm | 白度 | 斷裂強(qiáng)力/N | |
| 纖維素酶+蛋白酶 纖維素酶+木聚糖酶 木聚糖酶+蛋白酶 | 13.9 13.6 11.7 | 74.05 71.37 71.48 | 580 592 582 |
注：果膠酶用量2g/L，其他三種酶分別為0.67g/L， pH為9，60℃×30min
從表7中可以看出，在超聲波中，三種酶的復(fù)配效果不及兩種酶的復(fù)配效果好，綜合考慮成本等因素，果膠酶和纖維素酶按3：1進(jìn)行復(fù)配，更加可行。
3 結(jié)論
在超聲波中，用單一果膠酶對(duì)棉織物進(jìn)行精練，在較短的時(shí)
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