【集萃网观察】纺织加工中酶的应用研究似乎正以幂指数的速率增长。事实上,这种技术已经激起了全世界研究人员的想象力。例如:最近有130多名各国科学家参加的一个国际专题研讨会(2000年5月3日～7日,葡萄牙),会议的题目是“纺织工业中的生物技术”,研讨的专题有“氧化还原酶在废水处理中的应用”,“果胶酶的精练”,“过氧化氢酶漂白”等等。更多的研究报告都发表在ＴＣＣ＆ＡＤＲ2000年5月号上,整期刊物全部用来讨论纺织用酶。当前人们热衷于酶研究的另一个例子是:2000年ＡＡＴＣＣＩＣ＆Ｅ上发表了大量与酶有关的论文。我们希望通过本文涉及的探索性研究,将继续有助于了解酶在纺织湿加工前处理中的应用。

    在本项研究中,利用统计方法设计试验,对经过果胶酶和氢氧化钠两种方法处理的棉织物采用三种直接染料染色进行动力学测试。酶处理的棉纤维基本上具有与传统方法处理的棉纤维相似的染色性能,毕竟染色织物的外观对获得满意的纺织产品具有极大的影响。如果酶前处理棉的上染率在工艺上有不足,那么对最终染色的均匀性和成本都会带来负面影响。因此了解生物前处理棉与传统前处理棉的染色动力学对将来这项新技术的研究及其商业化是非常重要的。

    1　实验

    采用下列实验材料和方法,测定酶前处理棉织物和碱精练的棉织物用三种直接染料染色的上染百分率。所有的前处理均采用ＷｅｒｎｅｒＭａｔｈｉｓＰＡＳ型密封蒸箱。

    1.1　织物准备

    标样:100%棉军用贡缎织物,从实验织物公司获得,242ｇ/ｍ2。织物采用按浴重计算1.0%的Ｔｈｅｒｍｏｚｙｍｅ280Ｌ精练。Ｔｈｅｒｍｏｚｙｍｅ是Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ提供的一种高温分解酶。另外精练浴中含表面活性剂Ｔｅｒｇｉｔｏｌ15-Ｓ-12(1.0%,联合碳化物公司)和ＧｅｒｏｐｏｎＳＳ.0/75(0.1%,Ｐｈｏｎｅ-Ｐｏｕｌｅｎｃ公司)。精练浴的ｐＨ值用亚硫酸钠(0.1Ｍ)调节到6.0。精练温度为90℃,保温30ｍｉｎ。碱精练采用ＮａＯＨ(50%溶液)2.0%和Ｔｅｒｇｉｔｏｌ15-Ｓ-120.2%的溶液中浸轧,轧液率为85%。织物在100℃下保温汽蒸60ｍｉｎ,然后在淋洗箱中热水冲洗。

    酶精练过程如下。精练液组成:0.05%的ＢｉｏＰｒｅｐ(碱性果胶酶,Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ公司)3000Ｌ;0.2%的Ｔｅｒｇｉｔｏｌ15-Ｓ-12用0.05Ｍ的磷酸氢二钠将ｐＨ值调节至9.5。轧液率为85%。织物在55℃下处理60ｍｉｎ,然后按照上述方法进行高温水洗

    1.2　染色方案

    所用染料为Ｃ.Ｉ.直接蓝1,Ｃ.Ｉ.直接绿26和Ｃ.Ｉ.直接红80。

    经传统精练和生物前处理的棉布样品烘干、冷却、秤重。样品分别染色,染色浴比40∶1,温度90℃,染浴含有4%(织物重)的染料和20ｇ/ＬＮａＣｌ。在室温下(22℃)将织物放入染浴中,25ｍｉｎ后将染浴温度升到90℃,4ｍｉｎ后温度时间关系曲线基本上呈线性。在预定间隔的时间里将试样移出染浴,用蒸馏水冲淡,在分光光度计ＭａｃｂｅｔｈＣｏｌｏｒｔｙｅ7000Ａ上测定吸光率。利用已测定的浓度/吸光率工作曲线,计算在各种时间间隔段的上染百分率。各只染料的最大吸收波长是:直接蓝1620ｎｍ,直接红80540ｎｍ,直接绿26620ｎｍ。直接绿26和直接红80达到染色平衡的总时间均为480ｍｉｎ,而直接蓝为150ｍｉｎ所有实验重复三次。染色试样的染色深度通过以下方法确定:先测出每只染料/织物系统在最小反射波长下的反射值将它转化为Ｋ/Ｓ值。

    2　结果

    2.1　动力学研究

    在这些试验中,对染色的上染速率定时监控两种精练织物的染色结果以上染百分率在图1～图3中列出。

    2.2　染色平衡的研究

    计算出两种试验织物的染料分配系数并用于比较其染色相对直接性(表1)。表1给出了表观平均分配系数。对于所用的经验公式,平衡系数为染色达到平衡时,染料在织物上的平衡浓度与其在染浴中的浓度比率,并可用下式计算:

    Ｋ∞=Ｅ∞Ｌ/(1-Ｅ∞) (1)

    式中: Ｅ∞———平衡吸尽分数;

    Ｌ———液比

    2.3　色度

    碱精练和生物前处理棉布的表观平均色度如表2所示。

    3　分析和结论

    从图1～图3中看出用直接蓝1和直接红80染色,采用两种前处理方法的棉织物的上染速率、平衡吸尽率和色度没有大的差别。然而在直接绿26的特殊情况下,采用碱精练的织物比果胶酶精练的织物的上染速率和平衡吸尽率更高。这一现象的一种似乎合理化的解释为,非常低的氢氧化钠浓度可以改变棉的形态结构导致某些染料直接性增加。直接绿26被认为是对氢氧化钠所致的棉纤维形态变化十分敏感的染料。从观察碱精练和生物酶处理两种织物的上染量(纤维上每单位染料浓度的染色深度量)来看,直接绿26在碱精练织物的上染量并不比在生物酶前处理棉织物上的上染量高。这种在上染量上的不同可以解释为碱精练织物染料有更高的染色直接性,导致更高的初染速率和纤维与织物横截面上染料的不均匀分布。迄今为止,严格控制的实验室染色已经表明没有与棉织物生物前处理相关的负面报道,从强有力的环境优势来看,生物前处理能成为可能。在棉织物上采用那些对氢氧化钠导致微结构改变敏感的染料染色改善上染量也是可能的。生物前处理表明了现代染色工程师们的更大贡献。

    来源: 印染在线

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