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【集萃网观察】摘要：利用正交表设计实验，对纯棉针织物进行抛光整理，通过对整理后织物性能的测试分析，得出使织物获得优良服用性能的最佳纤维素酶整理工艺。
生物酶抛光整理是一种用纤维素酶去除织物表面绒毛，达到表面光洁、抗起毛起球，并使织物达到柔软、膨松等独特性能的整理工艺。棉是纤维素纤维，利用生物工程中的纤维素酶，可对纤维素起催化降解作用，使之减量。纤维素纤维经纤维素酶作用后，其无定形区部分水解，结晶区之间的空隙变大，同时结晶区的部分水解使晶区尺寸减小，因而受到外力作用时，结晶区之问容易产生相对运动，纤维抗弯能力降低，刚度下降，从而使整理后的织物光洁、膨松，服用性能得到改善，可进一步提高棉针织产品的档次和附加值u。所以采用纤维素酶对棉针织物进行生物抛光，探索其加工工艺及其对棉针织物性能的影响具有重要的现实意义。
1纤维素酶的作用机理
纤维素酶是由葡聚糖内切酶（Cx酶）、葡聚糖外切酶（C1酶）、B-葡萄糖苷酶3个主要成分所组成的诱导型复合酶系。其中C酶起水化作用，它作用于不溶性的固体表面，使形成结晶结构的纤维素链开裂，长链分子的末端部分游离，从而使纤维素链易于水化。Cx酶随机水解非结晶纤维素、可溶性纤维素衍生物和葡萄糖的pI1，4一寡聚物，葡萄糖苷酶将纤维二糖和纤维三糖水解成葡萄糖。基本降解模式如下：
结晶纤维素一C1一无定形纤维素一Cx一纤维二糖一B-葡萄糖苷酶一葡萄糖
酶的一个特点是高度的专一性。一种酶催化一种反应，这也同样适用于纤维素酶。纤维素酶这种生物整理剂分子比水分子大得多，较难渗透到纤维内部，所以它对纤维素的生化分解在反应开始阶段，只局限在竖起的纤维端和可及的织物表面上。只有当处理温度足够高时，催化才可能在织物内部进行，但又会降低织物的强度，因此，控制好反应条件是进行抛光整理的关键。
2实验材料与方法
2.1实验材料
实验材料：纯棉针织半漂布（22.4tex/11×1罗纹）。
药剂：纤维素酶44I（琥珀色液体，比重1.2，活力2000CMCU/g），Na2CO3，HAC。
2.2实验仪器
立信AILFIT-5型小浴比溢流染色机（织物容量5kg，转速128r/min，喷压7psi），NI-IV-30型电子称（精度0.001kg），pHS-25型酸度计（精确度0.01），M229B型数字顶破强度试验机，PT一2型起毛球测试仪.DS-I型Parktek微波烘干机。
2.3实验方法及步骤
实验顺序采用随机的方法进行，步骤如下：
坯布烘干至恒重并称重一坯布进染色机一按一定浴比入水一加HAC并测试调整溶液pH值一升温至所需温度一加入酶44L恒温处理一定时间一加入碳酸纳一升温灭活一排液一加HAC水洗织物一水洗织物2次一脱水烘干称重。
3实验结果与讨论
3.1正交实验设计
根据影响纤维素酶抛光整理的主要因素，本次实验选取了时间、浓度、pH值以及温度作为试验的4个因子，另外根据纤维素酶活力的大小选取了4个因子的各自3个水平，采用正交表I（3）设计这次实验，因子一水平表如表1所示。
3.2正交试验的测试结果和优化方案
利用方差分析找出最优整理工艺，使棉针织物达到表面光洁、柔软、膨松和抗起毛起球等独特性能。用纤维素酶进行抛光整理的优化实验方案及结果如表2所示。
3.3方差分析
3.3.1顶破强力损失率的方差分析
顶破强力损失率的方差：分析见表3。因子A、B、C对强力损失无显著性影响，因子D对强力损失有显著性影响。对于因子D而言Ⅲ
3.3.2织物减量率的方差分析
织物减量率的方差分析见表4。因子A、B、C对织物减量率无显著性影响，因子D对织物减量率有显著性影响。对于D因子又有I
3.3.3起毛起球的方差分析
织物的起毛起球方差分析见表5。因子B、D对起毛起球有显著性影响，因子B3显著，而且Ⅲ>Ⅱ>I，故选t33;因子D显著，而且Ⅲ>Ⅱ>I，故选D3;因子A、C不显著可任意选。
根据正交实验与方差分析结果，综合考虑织物抛光整理的整体效果得出最优的抛光整理工艺为：A1B3C3D3。，即时间为45min，纤维素酶44L用量为2%（owf），pH值为4.5，温度为55℃。此工艺可使织物达到表面光洁、抗起毛起球、柔软、膨松等独特性能，同时，具有较好的顶破强力，而且织物减量率也控制在3～5%范围内。
4结论
（1）通过正交实验和方差分析，得到了纯棉针织物抛光整理的最佳工艺，此工艺简单可行、操作方便、生产成本低。采用纤维素酶44L对棉针织物进行抛光整理，可以使织物的外观、手感及起毛起球性能得到非常大的改善。
（2）现有的纤维素酶与淀粉酶相比，其活力太小，以致于造成加工成本相对较高和效率相对较低，因此，其应用范围受到了较大的制约。提高纤维素酶本身的活力将是今后纤维素酶研究中的一个重要方向。
（3）在棉织物进行抛光整理后。外观质量得到很大提高的同时，织物的强力也受到了较大的损伤。这也是今后纤维素酶发展中需要解决的问题，生产厂家可通过对纤维素酶单个组分的研究，在生产过程中适当减少某些组分的含量，将酶催化剂对织物纤维内部的损伤降到最低。另外，合理选择催化整理参数，再配合一些助剂使用，降低催化整理对织物强力的影响是完全可能实现的。
（4）随着分子生物学、基因工程的迅猛发展，国内外均在尝试应用基因工程技术来改造和制取高效纤维素降解菌，这将使纤维素酶更加广泛地应用于纤维素纤维织物的改性加工中。纤维素纤维织物用纤维素酶处理可获得多种有商业价值的效果，可以提高织物的服用性能和服装档次。纤维素酶处理具有环保、节能、高效等特点，符合可持续发展的要求，有利于绿色染整、绿色纺织的发展，前景广阔。
来源 刘艳，孟家光
