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超声波对生物酶用于处理棉织物的作用(上)

来源:印染在线 发布时间:2015年02月27日
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1·2·5 后整理方面[1]

棉织物用脲醛树脂整理时,结合应用超声波与不用者相比,提高了整理品的折皱回复性能;而且由于可使树脂渗透到纤维内部较深,以及使纤维超分子结构发生变化,织物的强力比不用超声波者略增。

军用织物用含氟化合物防水整理时应用超声波,增加了整理品的加重率,提高了对洗涤及穿着时的防水耐久性。

1·2·6 水洗方面[1]

羊毛洗涤时用了超声波,可以减少洗涤时间很多。

用超声波洗涤由碳黑、矿物油、食用油和咖啡沾污的织物时,对涤纶织物洗除容易;对棉织物白度有改善。

超声波水洗机用于洗涤被单、绳状纺织品,比机械搅动可提高对亚麻织物的洗涤效果和白度。

1·3 生物酶在染整加工中的应用[8]

生物酶是特定的生物高聚物[蛋白质],由许多不同的氨基酸所组成。具有催化作用,可加速复杂的化学反应,而且具有专一特性。

1·3·1 应用工序

目前生物酶正被不断扩大应用于纺织品染整加工,例如:

(1)退浆:淀粉酶去除淀粉上浆剂。

(2)煮练:果胶酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶等单用或各种结合,以去除棉纤维上的果胶质、脂肪、蛋白质和蜡质等。

(3)漂后清除过氧化氢:过氧化酶去除氧漂后残留的过氧化氢。

(4)生物打光:纤维素酶去除纤维素表面的短绒及球粒。

(5)生物石磨:纤维素酶处理劳动布产生陈旧感。

(6)其他:纤维素酶用于纤维素织物的柔软整理,以及麻织物的去除刺痒感整理等。

1·3·2 应用生物酶的特点

应用生物酶进行染整加工,有以下特点:

(1)处理条件温和,温度低、pH近中性、能耗较少;

(2)往往可取代较剧烈的、造成环境污染的化学品处理。酶处理后废水无毒性,且易于生物降解。

1·3·3 应用生物酶存在的问题

应用生物酶进行染整加工,存在以下缺点:

(1)成本较高;

(2)酶分子巨大(12000到15000道尔顿),扩散速率低,因而生物酶处理反应速率较慢;

(3)对基质物强力有些影响

最近美国南方研究中心Yachmenev等人[8、9]发表了关于超声波对生物酶用于处理棉织物的作用研究的两篇文章,说明有提高生产酶的活性和作用的效应;以及有可能改善生物酶应用时存在的处理时间长和成本高等问题。今加以概述于后。

2 超声波对纤维素酶协同作用研究[8]

如前所述,纤维素酶在纺织品染整加工中应用在很多方面,如柔软整理、改善麻纤维刺痒感、生物打光、生物石磨等处理,都涉及纤维素酶使部分纤维素产生降解作用,因而会引起纤维素织物的失重以及强力损失。

本节概述了超声波对纤维素酶用于处理棉织物影响的研究情况。试验参数包括酶液浓度、超声波能量功率、处理时间、常规机械搅动/循环速率,其相应的结果为基质物的失重率及断强(断裂强力)。通过这些试验数据的收集、整理,并加以分析讨论,得出一定的结论。

2·1 实验

2·1·1 织物

经过退煮漂和丝光的棉印花布(159g/m2)。试样(50.6cm×33cm),沿边缝制。所有试样都在称量瓶中于烘箱内1lO℃烘6h。

2·1·2 生物酶

NovoNordisk公司的全纤维素酶Cellusoft L用0.lmol/L醋酸盐缓冲。

2·1·3 设备

Advanced Sonic Processing Systems公司的平行板式近场声波处理器 (parallel-plate near-field acousticalprocessor,NAP)(图1),是温度可控的双频率超声波反应器。内有不锈钢架可将试样精确放置在两个相对的膜板之间。膜板形成了处理器的两壁。用16kHz和2OkHz两种不同频率的超声波,输给连接膜板的磁致伸缩换能器,驱动膜板产生拍差频率(beat-freguency),形成高能量区。两超声波发生器(各1-4kW)功率可调,使反应室中的超声波能量强度可在0-3W/cm2内精确调整。另有泵使加工液产生常规的机械搅动/循环。

 

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