【集萃网观察】采用生物酶代替烧碱的酶精练工艺近年来受到国内外的普遍关注，并显示出很好的应用前景[1]。酶精练具有作用条件温和、耗水量低、排放废水的COD值低、棉纤维损伤小等优点，是一种节能降耗、无污染的纺织清洁生产工艺。从近几年文献报道来看，目前世界各国多采用碱性果胶酶进行棉织物精练研究，认为碱性果胶酶是棉织物酶法前处理工艺中最有效的酶制剂[2]。

　　大多情况下，棉精练研究主要通过分析精练产物来分析棉的共生物成分，但是，却很少有报道棉织物精练过后纤维表面蜡质和其它共生物的含量问题。直接着色法是分别采用对果胶质、棉蜡着色的特殊染料或试剂处理织物，根据布面着色的深浅程度来评定织物上果胶质、蜡质的含量。直接着色法可以用来进行棉织物精练效果的测定，但是这种方法定性效果较好，而定量相对误差比较大。衰变全反射傅里叶红外光谱（FT-IR ATR）为分析精练棉的表面共生物提供了一种新的简易而快速的方法。FT-IR ATR是一种新的表面分析技术，能够分析棉纤维表面几微米深度，因共生物如蜡质等都包覆在棉纤维素的表面上，因而用这种测试方法非常有效。本文采用红外光谱法对比棉针织物经过碱性果胶酶精练后表面共生物变化情况，从另外一个角度揭示果胶酶精练的机理，从而为棉织物精练研究提供了一种新型的可行方法。

　　1、试验部分

　　1.1 材料与仪器

　　材料：14.5tex纯棉针织物，无锡针织总厂；碱性果胶酶，丹麦Novozymes公司；TX-10、氢氧化钠、CCl4均为分析纯；甘氨酸为生化试剂。

　　仪器：FA2004型电子天平、HHS电热恒温水浴锅、WHY-2全封闭水浴恒温震荡器、傅里叶变换红外光谱仪、721分光光度仪等。

　　1.2试样制备

　　（1）碱处理：将一定量棉针织物投入浴比为1：30， 98 ℃，NaOH质量浓度为2g/L，TX-10质量浓度为 0.5g/L的溶液浸渍90min，水洗后晾干准备测试。

　　（2）碱性果胶酶精练：将一定量棉针织物沸水预处理1～2min后投到浴比为1：30，碱性果胶酶溶液里浸渍90min，溶液温度为60℃，pH值 9.8，碱性果胶酶质量浓度 0.5g/L，水洗后晾干准备测试。

　　1.3 棉织物上果胶质含量测定

　　称取棉织物干重1.5g，剪碎后放在250mL的烧瓶中，加入100mL质量浓度为0.5%的草酸铵溶液，接上冷凝管，在沸水浴中煮90min，然后过滤。取滤液2mL加入到12mL的浓H2SO4中并用冰水冷却，然后在沸水浴中煮10min后再用冰水冷却，最后加入体积浓度为0.15%的咔唑无水乙醇溶液1mL，混合均匀，静置30min，用721分光光度计在530nm波长下，1cm的比色皿测定吸光值，由标准曲线算出半乳糖醛酸的含量，再换算成果胶质百分含量。

　　1.4棉织物上棉蜡含量测定

　　称取经剪碎并预先在105℃烘箱中烘至恒重的试样10g。将试样放在特制的纸筒或以滤纸做成的纸筒中，纸筒置于脂肪萃取器中，筒的高度应高于萃取器虹吸管的上端1～1.5cm，试样在滤纸筒中的高度以低于虹吸管顶端1～1.5cm为宜。

　　在脂肪萃取器的烧瓶中加入120mL四氯化碳，并置于恒温水浴中，调节温度，保持溶剂每小时虹吸循环3～4次，萃取3h后冷却，将萃取器烧瓶中含有蜡状物质的萃取液滤入已知重量的三角瓶中。将萃取器的烧瓶滤纸及漏斗用溶液洗3次，在水浴上加热蒸馏。待溶剂全部蒸出后，将三角瓶置于烘箱中，于105℃烘至恒重，在干燥器中冷却后精确称重（精确到0.0001g）。

　　1.5 FT-IR ATR红外光谱测试方法：将10cm×10cm的棉织物安在安装好的ATR样品夹上。扫描次数：216，分辨率：4cm-1。

　　2、结果与讨论

　　2.1 萃取法评价棉针织物精练效果

　　原棉纤维中除了纤维素外，还含有果胶质（0.4%～1.2%）、蜡质（0.4%～1.2%）、蛋白质（1.0%～1.9%）、灰分（0.7%～1.6%）等非纤维素物质，约占棉纤维干燥质量的6%[3]，其中绝大部分以不均匀状态分布在棉纤维表面的初生胞壁中，而且在初生胞壁的较外区域（角质层）中比例最高，随着向次生胞壁接近逐渐减小。这些表面中的化合物中的某一些，尤其是蜡质和果胶质的疏水性，是造成原棉不润湿性能的主要原因。本文通过采用0.5%的草酸铵溶液萃取果胶法测得，经过碱性果胶酶精练后果胶残留率约28%，而采用碱液煮练后棉纤维上果胶残留率约为20%。另外通过采用四氯化碳萃取棉蜡法测得，经过碱性果胶酶精练后棉蜡残留率约为35%，采用碱液煮练后棉纤维上棉蜡残留率约为10%。综合对比碱性果胶酶精练去除棉纤维上果胶和棉蜡的效果接近碱液煮练法效果。

　　2.2 FT-IR ATR红外光谱研究棉针织物精练效果

　　根据纤维素、果胶和棉蜡的化学结构，可以知道纤维素和果胶都是碳水化合物。棉纤维上的果胶质是由聚半乳糖醛酸主链组成的，且通常有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖以及其他糖类连结在其上作为支链；而棉蜡由高级饱和脂肪酸和高级一元醇所组成的酯[4]。因此可以通过特征基团羧基来表征棉针织物上果胶和棉蜡的含量变化。