超声波对生物酶用于处理棉织物的作用(上)

唐志翔 (上海市印染技术研究所，上海 200020)

1 超声波和生物酶在染整中的应用

1·1 超声波的性能及其作用[1、2]

频率2Ohz-2OkHz的声波属于人类正常听觉范围，称"可闻声波"；通常频率在2OkHz以上即称为"超声波";而频率超过5×lO5Hz则称为"特超声波"。

超声波很像电磁波，可被聚焦、反射和折射，但是不同于可通过真空传输的光波等形式的电磁辐射，超声波必须通过弹性介质传播。超声波在传播时，粒子在弹性介质中振动，按传播方向通过介质传递超声波的能量。根据其在介质中的传递方式可以区分为：

(1)纵波，粒子平行于波的传递方向振动；

(2)横波或剪切波(shearing wave)，粒子垂直于波的传递方向振动。

在气体和液体内只可传递纵波；而在固体中纵波和横波两者都可传递。分子在液体中的纵向振动造成压缩和膨胀，产生空穴作用，形成小气泡。然后，气泡膨胀，在压缩期间剧烈破裂，产生了所谓冲击波(shock wave)。另外，超声波通过介质传播，其能量被液体吸收而产生热量(诱导热)。超声波应用于纺织品染整湿加工中，超声波能量、液体介质和

所含物质之间的相互作用，引发了强烈的物理化学反应，使纺织品染整湿加工可以取得良好的效果。

有人通过试验认为超声波的空穴作用的效应远远大于诱导热[3]。Saligram等人研究表明：在水中的最佳空穴作用产生在45-50℃。Last和Mc and Less表明：产生空穴作用约有效频率是在5-5OkHz范围之内。较高频率产生的气泡大小对传播冲击波方面并不那么有效，而无任何价值；较低的频率由于产生过度的噪声，尽管实际产生了较多空穴，亦并无用处[3]。又有人认为在多相体系中的空穴作用 (如在纺织品染整湿加工中)，要比在均相体系中大儿百倍[1]。

产生超声波的设备一般由发生器和换能器(钛酸钡等压电晶体、磁致伸缩等型式)两部分组成。将常用的50Hz(或60Hz)交流电转换成超声波高频，传输给换能器，再转换成机械振动。

1·2 超声波在染整湿加工中的应用

1·2·1 制备浆料、乳剂、分散液等方面[1]

超声波应用于上浆剂、乳化剂、印花增稠剂和染料分散液等的制备，可以提高操作效率、缩短时间、降低温度和减小分散体颗粒大小。

1·2·2 化学退浆方面[1]

应用超声波可以节约化学品及能源。

1·2·3 煮练、漂白方面[1]

应用超声波的作用，对棉双氧水漂白可使速度加快，白度提高；对亚麻纤维煮练和漂白，白度也有提高。

1·2·4 染色方面

关于超声波用于染色方面进行的研究工作较多，今将从文献中初步发现的试验情况列表说明如下：

表l超声波在染色中的作用

注：附注中中括号内的数字表示参考文献序号

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