生物酶整理

第一节酶整理概述第十二章生物酶整理一、纺织品加工用酶生物技术在纺织品染整加工中的应用正在引起传统纺织工业的一场革命。酶加工用途纤维素纤维α-淀粉酶退浆脂肪酶、果胶酶、纤维素酶精练葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶漂白半纤维素酶、木质素酶、果胶酶沤麻纤维素酶光洁整理纤维素酶、漆酶、蛋白酶牛仔服酶洗蛋白质纤维蛋白酶真丝精练纤维素酶、果胶酶羊毛炭化蛋白酶羊毛改性聚酯纤维聚酯酶改性处理纺织品加工用酶第一节酶整理概述第十二章生物酶整理（1）清洁织物表面，减少绒毛（生物抛光）；（2）改善手感，使之柔软、滑糯；（3）改善织物悬垂性；（4）减少起毛起球；（5）改善织物亲水性；（6）改善织物对染料的亲和力及得色量，改善织物染色均匀性；（7）使织物获得特殊效果。如lyocell（又名Tencel，天丝）纤维的二次原纤化、仿桃皮绒、羊毛防毡缩等。二、纺织品生物酶整理生物酶整理功能有：第一节酶整理概述第十二章生物酶整理三、酶整理原理（一）纤维素酶整理酶处理时，酶通过细孔吸附于表面产生作用，仅使织物表面，特别是疏松部分的纤维素分子降解、水解和减量，织物变得光滑整洁，手感柔软，起毛起球也有所改善，但织物强度有所降低。（二）蛋白酶整理酶对肽键水解起催化作用，使蛋白质链的长度降低，部分蛋白质链最后水解成游离氨基酸而溶解。第二节纤维素纤维织物酶整理第十二章生物酶整理纤维素织物生物酶整理后，织物性能变化表现在如下几个方面:(1)减量(2)柔软(3)去除绒毛(4)改善起球性一、纤维素纤维制品生物酶表面抛光整理（光洁整理）生物酶抛光整理是一个生物过程，即用一种特殊的纤维素酶如Cellusoft，对纤维素纤维织物进行改性而得到一种特殊整理效果。处理前处理后用Cellusoft酶清除绒毛的效果第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理Cellusoft酶光洁整理工艺如下：浴比：1︰5～1︰11速度：80～150m/min温度：45～55℃pH值：4.5～5.5(用醋酸作缓冲剂)时间：30～120minCellusoft用量：0.5%～3%(omf)终止：1.0g/L纯碱，10min或升温至70～75℃保温10min。第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理pH值和温度影响酶的活力Cellusoft酶pH值－活力曲线Cellusoft酶温度－活力曲线第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理在酶处理的pH值和温度一定时，处理时间越长，整理效果越好，但织物强力损伤增大，见下图，应根据酶的活力和工艺要求合理确定。时间（min）Cellusoft酶处理织物强力与处理时间的关系第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理生物表面光洁整理效果的测试方法是多方面的，首先是减量率。酶处理减量率用下式计算：抛光效果还可通过测定酶处理后织物表面绒毛去除质量来评估，抛光效果与酶的浓度有关。起球性(级)酶浓度（%）(omf)回转数0125500200001.22.44.5554553.555244CellusoftL酶处理与起球性关系%100酶处理前织物重－酶处理后织物重减量率（）＝酶处理前织物重%第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理二、棉织物的超级柔软整理——减量加工棉的减量加工是利用纤维素酶对棉的水解作用，去除纤维表面的茸毛，使纤维改性，并具有柔软的手感。柔软整理的效果主要由减量率来决定。控制减量率在3%～5%左右，就能得到丝一般的超级柔软手感，获得新的织物风格。第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理三、麻织物酶整理纤维素酶也可用于处理麻织物或粗麻纱。酶作用于纤维或纱线表面伸出的羽毛，使其分解，提高其分裂度，将其硬而直的尖端部分原纤化，使之柔软，以改善粗硬麻制品的肌肤触感和穿着舒适感，亦可将粗麻纱变为毛羽少、条干均匀、可挠度高的细麻纱，可纺性提高。麻织物纤维素酶整理一般是在酸性条件下进行，工艺流程如下:酸洗→亚氯酸钠漂白→纤维素酶整理→双氧水漂白。对工艺参数如时间、浴比、酶用量、pH值等进行试验，结果见表。参数强力〔N/（5×20cm〕失重率（%）毛羽个数工艺条件时间min304462.339pH值5.5～6温度50℃酶2%浴比1∶2060442.32.535904362.833浴比1:204222.235pH值5.5～6温度50℃时间60min酶2%1:154415.0311:84433.930酶用量%14452.538pH值5.5～6温度50℃时间60min浴比1∶2034425.03354108.1317389.513.428温度℃40450.14.534pH值5.5～6时间60min酶2%浴比1∶2050441.55.032604426.13080460.52.037pH值34652.231温度50℃时间60min，酶2%浴比1：2044114.9346442.53.132不同工艺参数下的试验结果由上表可知，时间在30～60min，浴比在1∶8～1∶15，酶用量在1%～3%(omf)，温度在40～60℃，pH值在4～6时，各项指标较好。第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理生物酶处理对亚麻织物服用性能有很大影响。亚麻织物的失重率(%)02.23.24.55.46.47.5染色的着色深度K/S值6.87.47.67.88.48.88.9毛细管效应(cm/30min)12.512.813.213.614.214.314.3悬垂系数(%)38.737.536.234.833.532.731.9断裂强力(N)396.9383.2374.2353.8340.0334.2330.3第十二章生物酶整理第二节纤维素纤维织物酶整理通过生物酶处理，可去除原纤茸毛，经干态下转鼓处理，产生次级原纤化；这时的原纤与水洗湿处理所产生的初级原纤维不同，它是通过酶对轴向最上部的纤维切断，在其末端形成微原纤维，微原纤比较短，而且均匀，不会发生相互缠结，织物手感和蓬松感明显提高，采用合适的硅酮柔软剂，便可以获得超级柔软丰满的桃皮绒效果。四、Tencel（天丝）织物的生物酶风格整理桃皮绒效果（微原纤化）Tencel的次原纤化工艺加工工序大致为:烧毛→退浆→纤维素酶处理→染色→整理定形→喷汽转笼。第十二章生物酶整理第三节羊毛织物酶整理羊毛酶处理主要是对羊毛进行减量处理，可用于羊毛生物抛光处理、防毡缩、仿羊绒和降低染色温度等，是使羊毛制品高档化、高附加值的有效途径之一。一、羊毛织物生物抛光整理蛋白酶对羊毛生物抛光处理，能去除织物表面毛羽，减少粗毛纱的刺痛感，减少起毛起球。使其色泽更加柔和，纹路更加清晰，悬垂性大大增加，手感更加柔软，穿着更加舒适，产品的附加值大大增加。用蛋白酶对毛处理时，一般在50～60℃的弱碱性条件下进行，处理结束后，通过升高温度(80℃)或降低pH值(pH=3左右)，使酶失去活性，减少对纤维的损伤。减量率一般在6%～10%。酶处理后用有机硅柔软剂对羊毛纤维进行柔软处理，可获得柔软的手感。第十二章生物酶整理第三节羊毛织物酶整理二、羊毛生物酶防毡缩整理羊毛蛋白酶处理时，酶首先对鳞片和皮质层之间的胞间物质作用，使胞间物质分解，局部的鳞片层凸出呈剥离之势。随着处理的进行。鳞片脱落，皮质层逐渐暴露，最后鳞片显著剥落，皮质进一步暴露，纤维结构松弛。在羊毛防毡缩工艺中所采用的酶主要为碱性蛋白酶和中性蛋白酶两种。下图是酶处理前后羊毛纤维表面的电镜图，从图中可以清楚地看出，酶对羊毛表面鳞片层的作用。第十二章生物酶整理第三节羊毛织物酶整理蛋白酶在去除鳞片层时，对羊毛纤维有一定的损伤，如下图所示。蛋白酶浓度对羊毛纤维强度的影响第十二章生物酶整理第三节羊毛织物酶整理一方面，当羊毛用蛋白酶处理时，胞间的黏合物部分蛋白质优先被催化水解，部分肽键断裂，产生吸水基团，使纤维吸水溶胀性增大，染料易于在其中扩散。另一方面，部分蛋白质水解产生的小分子物溶出纤维，使扩散通道增大，因而染色速率大大提高。将羊毛织物先用脂肪酶和壳聚糖处理，再用不同浓度的蛋白酶处理，然后用直接翠蓝染色，测定染色残液的吸光度，结果见右图。蛋白酶浓度对羊毛纤维染色性的影响改善羊毛染色性能第十二章生物酶整理第三节羊毛织物酶整理三、羊毛生物酶拒水整理采用转移酶即转谷氨酰胺酶(TG)对羊毛进行拒水整理。它主要作用于组成角质层的异二肽键[e-(-γ-谷氨酰)赖氨酸]上，使谷酰胺残基和赖氨酸残基之间产生交联反应，并放出氨。由此使羊毛纤维表面的外层薄膜层及内部角质化部分疏水化，而产生拒水效果。第十二章生物酶整理第四节酶整理的发展趋势随着生物工程技术和基因工程技术的不断发展，酶的成本会越来越低，将有越来越多的酶制剂被开发并应用于纺织行业，生物酶将是目前纺织化学药剂的理想替代品。通过生物工程和印染工业专业人员的不断努力，生物酶在纺织工业中的应用已在不断扩大。第十二章生物酶整理1.生物酶为什么广泛用于纺织品整理中？2.纤维素纤维织物生物酶抛光整理后，织物性能发生了哪些变化？3.生物酶在羊毛织物的整理中有哪些应用？4.对棉织物生物酶抛光整理工艺加以简要分析。思考题