生物抛光技术是一种用酶改善棉纤维表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球性能并增加织物的光洁度和柔软度。我们所用的生物抛光酶R是一种在纤维素的1,4—B一葡萄糖甙键上起特殊催化作用的蛋白质,它可以去除棉纱表面伸出的细微纤维。这些微纤被去除,织物表面不会起毛起球,色泽更光亮。酶的作用是弱化微纤末端,但没有与纱分离开,要靠机械作用力才能完成。这里使用的酶是天然蛋白质,可完全生物降解。降解后,废水pH值接近中性,而且COD显著降低,仅为原来的1/2-1/3,显著减轻对环境的污染,较相应的化学品整理更具吸引力。
1 实验部分
1.1 实验材料
织物:18 tex精梳棉×3.3 tex(30D)莱卡棉氨半添纱单面布。
药品: 精练剂WLE、NaAc、Na2CO3、冰醋酸、生物抛光酶R。
1.2 实验仪器
Dae Lim Starlet红外线试样机(韩国大林)、电子天平JA1003、Y802N八篮烘箱、YG571B染色摩擦牢度仪、SW一12耐洗色牢度试验机、YG631耐汗渍色牢度仪、YG031型织物强力机、ZBW04019型毛效测试仪、YG(B)502织物起毛起球仪。
1.3 实验工艺
原工艺路线:织物一预定形一氧化处理一染色一复定形。
新工艺路线:织物一预定形一氧化处理一酶处理(需先行调整染浴的温度及pH值,最后加入酶)一酶失活一染色一复定形。
酶处理工艺条件
酶用量0.5%~2.0%
pH值 4.5~5.5
(用98%HAc 0.5 mI儿和醋酸钠0.5g/L调节)
温度 50~55℃
处理时间 60 min
浴比 1:10
1.4 测试方法
1.4.1 顶破强力
将织物按照行业标准FZ/T72004.2—2000,在YG031型织物强力仪测得顶破强力。
1.4.2 色牢度
分别在YG571B染色摩擦牢度仪、YG631耐汗渍牢度仪、SW一12耐洗色牢度仪上,按国标测试各项色牢度。
1.4.3 毛效
将整理前后的试样在ZBW04019型毛效测试仪上按国标测试毛效。
1.4.4 起毛起球
将织物在YG(B)502织物起毛起球仪测试抗起毛起球性能。
1.4.5 手感
凭经验,多人以手触摸综合评定,1级手感最差,5级手感最好。
2 工艺条件的选择确定
2.1 处理设备
处理织物时,既要考虑对织物有冲击力,又要考虑在适合的条件下,酶与织物接触的时间。因此选用冲击力大的染色机,如高速绳状染色机、喷射染色机等。
2.2 浴比
要保持对织物的冲击力,染色机的转速较高,浴比过小,会造成织物损伤或处理不匀;反之,过高的浴比(高于1:30)会有稀释作用,即使增加酶的浓度,也会降低酶的作用,所以浴比定为1:10。
2、3 pH值
通常织物在前处理时,已吸收了大量有机和无机化学药剂,靠单纯的加酸加碱调节pH值,对介质的缓冲是不够的。为了在生物酶抛光的整个过程中保持pH值不变,需采用醋酸一醋酸盐缓冲体系,保证pH值在4.5 -5.5范围内。pH值过低,酶不能被激活;而pH值过高,则使酶变性失活。
2.4 温度
在实验中得知,温度过高,会使生物抛光酶R失活,影响它的催化水解作用;而温度过低,则影响酶的活力发挥,也会降低酶对纤维素纤维的催化水解作用。因此选择温度为50 -55℃。
2.5 时间
一般随着酶处理时间的延长,酶的作用有所增加。但是在一定时间后,增加的幅度逐渐趋缓。考虑到生产效率,时间以60 min为宜。
2.6 工艺路线的选择
实验证明,若染色后再进行酶处理,染料所带的静电离子会阻止酶与纤维之间的反应,生物抛光工艺可能受到不同程度的抑制,同时色牢度下降,色泽会有变化或者敏感不稳定。所以选择先酶处理后染色的工艺路线。
2.7 酶失活
酶的失活有两种方法:一是调高pH值(一般是10),二是升高温度。我们选用第二种方法,在90℃处理l0 min后排水。