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棉织物高效节能环保前处理工艺研究与开发(二)

来源:印染在线 发布时间:2010年07月24日
房宽峻 (1)果胶酶 果胶酶是用黑曲霉菌,经液体深层发酵精制而成的固体粉末或液体制剂。果胶酶是一种混合酶,其主要成分是果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶、果胶酯酶和少量的纤维素酶。棉纤维上的果胶质是高度酯化的聚半乳糖醛酸。果胶酶作用于果胶质时,果胶裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、果胶酸盐裂解酶直接作用于果胶聚合物分子链内部的配糖键上,而果胶酯酶则使聚半乳糖醛酸酯水解,为聚半乳糖醛酸酶和果胶酸盐裂解酶创造更多的位置,最终将果胶大分子降解成半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸等,使其从纤维表面溶解到水中。常用的果胶酶有碱性果胶酶和酸性果胶酶,在棉精练中以碱性果胶酶为主。 (2)纤维素酶 纤维素酶是一个多组分酶体系,纺织工业中应用的纤维素酶大多数是由木酶属真菌制造的。纤维素酶中的纤维素二糖水解酶又称为外切纤维素酶,由CBH I和CBHII两种酶组成,而内切葡聚糖酶,又称为内切纤维素酶,至少由五种纤维素酶(EG I、EG II、EG III、EG Ⅳ、EG V)组成。此外,还有β-葡萄糖苷酶。这些纤维素酶在纤维素的水解中具有协同作用。内切酶主要将晶区中纤维素大分子链之间的内键切断,为外切酶提供更多的机会。外切纤维素酶能够从纤维素分子链的非还原性末端将纤维素二糖切下,B一葡萄糖苷酶则将纤维素二糖分解为两个葡萄糖分子以避免纤维素二糖对外切酶的非竞争性抑制作用。在棉织物精练过程中加入适量的纤维素酶有助于去除棉纤维初生胞壁中的纤维素。 (3)蛋白酶 根据作用键的种类,蛋白酶可分成两类,即作用于蛋白质和肽内部的肽键上的内肽酶,作用于相邻游离氨基酸或羧酸肽键上的外肽酶。蛋白质是棉纤维中含量最多的非纤维素杂质之一,主要集中在纤维的初生胞壁中,也存在于纤维的胞腔内。蛋白酶将棉纤维中的蛋白质分解成肽,再经肽酶水解成氨基酸,然后被去除。 应用于棉织物精练加工的酶制剂主要是果胶酶、蛋白酶和纤维素酶等。但
是,从棉纤维的结构模型中,我们可以看出,任何一种酶单独使用,都不能达到去除棉纤维天然伴生杂质的目的,这是由于酶的作用是专一的。 (4)淀粉酶 棉织物退浆常用的淀粉酶是α-淀粉酶,它能将淀粉中的α-1,4葡萄糖苷键,任意切断成长短不一的短链糊精和少量的低聚糖,提高其水溶性。常用的退浆酶主要有两种:高温退浆酶和中温退浆酶。 高温淀粉酶是采用地衣芽孢杆菌经发酵提炼而成的耐热α-淀粉酶,其作用温度为80~115℃。中温淀粉酶则是用枯草芽孢杆菌经深层发酵提炼而成的α-7658淀粉酶,其作用温度为50~80℃。淀粉酶的适用pH值范围为4~10,大部分为6~7。对淀粉酶来说,常用的激活剂是6~60ppm的Ca 2+。淀粉酶是棉织物退浆最有效的助剂。 从以上叙述可以看出,利用不同的酶制剂进行组合,可以有效去除棉纤维表皮层和初生胞壁中的果胶质、蛋白质、纤维素和半纤维素,还可以去除织物上的淀粉浆料。但是,对于色素、蜡、棉籽壳等目前还无法用生物助剂彻底清除。这些杂质的去除,还需要使用化学助剂。从环保和去除效率两方面考虑,通过对发表的国内外文献进行分析,我们认为用双氧水进行练漂处理,是去除色素、蜡和棉籽壳的最有效方法。 用双氧水对棉织物进行前处理已经有很多年的应用历史,俗称“碱氧工艺”,一般使用浓度较高的烧碱和双氧水,并添加双氧水稳定剂和精练剂,以获得较好的除杂效果。碱氧工艺在实际应用中存在的主要问题是:1)由于烧碱用量大,废水的碱度高,有害物质含量多,废水处理难度大。2)高温处理时间长,能量消耗大。一般情况下,需要在90℃以上的高温条件下处理60分钟以上的时间,才能得到比较好的处理效果。3)织物强度损失比较大。长时间高温处理,很容易使纤维素被氧化,造成织物的“潜在损伤”或“针孔&rdquo
;破洞。

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