酶处理技术在染整加工中的应用
酶是一种生物催化剂,它是由生物体产生的具有催化作用的一类蛋白质,为细菌的分泌物,具有特殊的催化能力,常比非生物催化剂的催化能力高出数万倍至上千万倍。酶在染整加工中早已有应用,如酶退浆、酶脱胶等。随着人们对纺织品和环境保护的要求越来越高,酶在染整加工中越来越受到重视,尤其以纤维素纤维的酶处理,取得的成果最大,其主要的原因是人们对纺织品及环境无害的要求越来越高,传统染整加工都是以化学法为主,使用的助剂对环境或多或少都有污染,有些化学药剂污染严重。酶的优点之一是对纺织品和环境没有污染,它易于被生物降解;用生物酶加工的纺织品可以提高其附加值和品质,纤维素酶对纺织品的抛光、柔软等整理方面的应用越来越多。随着人们对酶的不断深入研究和开发,酶在染整加工中的应用还将不断增加。
1.淀粉酶
淀粉酶退浆在染整加工中应用最早,目前仍然是去除织物上淀粉浆料的重要方法,常用的淀粉酶是从枯草杆菌中提炼出来的BF-7658淀粉酶,经淀粉酶退浆的织物退浆率高,布面柔软,退浆时间比碱退浆的时间短。BF-7658淀粉酶退浆的工艺流程为:
浸渍→保温堆置→水洗
①浸渍。这一过程是织物对酶液的吸收过程,主要目的是使酶液对织物充分润湿,对浆料发生催化水解作用,减少浆料对织物的黏合力。浸渍温度一般为60~70°C,pH为6~7,并加入适量电解质或金属离子,对酶起活化作用。
②保温堆置。淀粉分解成可溶性糊精的反应从酶液接触浆料开始就发生了,但只有将酶的浓度控制到一定程度,并保温一定时间,才能获得满意的效果。保温的温度高(不能过高,应视酶的稳定性而定)、时间长,酶的浓度可低一些,反之,酶的浓度可高些。
③水洗。从织物上去除浆料和水解物。
2.酶精练或脱胶
酶精练是将蛋白质分解酶应用于蚕丝精练的一种方法,它又称生物精练。蚕丝织物采用酶精练,不仅可用较低的温度处理,还可获得蓬松性好、不起毛、丝素不受损等优良品质,从而改善成品的手感和光泽。
生物酶用于蚕丝的脱胶,是因为某种酶能催化丝胶蛋白质分解,而丝素则对酶显示相当的稳定性。酶能催化丝胶蛋白质分解,一般只是认为它对丝胶分子中特定或任意位置的肽键起催化作用,使丝胶蛋白质成为可溶性的蛋白胨、多肽等,再进一步催化分解成氨基酸。
酶的种类很多,用于真丝绸精练工艺中的一般只是水解酶中的几种。目前国内采用的细菌酶有2709碱性蛋白酶、209碱性蛋白酶、S114中性蛋白酶、ZS742中性蛋白酶。(https://www.daowen.com)
2709碱性蛋白酶,在pH为11、温度为40°C左右的条件下,有很好的脱胶效果。一般采用后酶法脱胶,即先用非离子或阴离子表面活性剂对织物进行初练,使外层丝胶基本去除,脱胶率为18%~20%,再经酶处理,脱去剩余的丝胶,此法脱胶效果好,能改善织物的手感和光泽。
S114、ZS742中性蛋白酶,适宜于中性浴,温度为40°C左右,脱胶效果不及碱性蛋白酶,但脱胶作用较缓和,特别适合丝毛交织绸的精练。
蚕丝织物的酶脱胶与传统的皂碱法脱胶比较,前者在较低的温度条件下就可将丝胶催化水解成小分子的可溶于水的物质,减少了对织物的沾污,同时节省了能源和化学药品,又可提高精练的效果。
3.生物酶在漂白中的应用
在各种织物漂白中常用的漂白剂为过氧化氢,它是一种对环境污染小,漂白效果好的漂白剂。在染色或印花过程中,它会破坏染料,降低染料的上染率或造成染色不匀。为了去除残留的过氧化氢,在漂白后用过氧化氢酶处理织物,能够增加织物的染色深度。处理方法:在过氧化氢漂白后于70°C用过氧化氢酶(过氧化氢酶BKS,20g/L)处理20min,然后水洗。
4.生物酶整理
随着人们生活水平的提高,对纺织品的要求不仅只是具有保暖、吸湿、透气等功能,更需织物具有柔软滑爽、尺寸稳定、挺括光亮、触感良好、功能多样以及对人体无毒无害等性能。根据这一需求,人们利用生物酶对纺织品进行整理,并在印染行业推广及应用。通过生物酶整理,可以提高织物的服用性能,它不仅用于纤维素纤维织物的抛光、柔软等整理,也用于羊毛等蛋白质纤维织物的防毡缩、抛光和柔软整理;用于苎麻等麻纤维织物,可以改善其刺痒和柔软性。
利用纤维素酶进行织物的抛光整理主要是依据纤维素酶对纤维素纤维有一定的降解功能,使织物表面纤维的绒毛发生有控制的部分水解,去除织物表面的绒毛、小球,提高织物的光洁度,这是用烧毛等其他整理难以达到的效果。
利用纤维素酶的这种生物抛光作用,还可以减少麻织物的刺痒感,这主要是经过纤维素酶的减量整理后纤维的抗弯性能降低、刚性减弱所致。
纤维素酶用于牛仔布的磨洗工艺中替代石磨洗的浮石,整理后的织物色光好、磨损少,使原本厚实、板实、粗硬的牛仔服装的手感有了显著的改善。
蛋白酶可用于毛织物的防毡缩整理,其原理是利用蛋白酶破坏纤维表面的鳞片,但由于鳞片表层皮质有防水、阻隔作用,所以应先用氧化剂H2O2或KMnO4进行处理,这样有利于蛋白酶对鳞片的作用。