新纤L-10生物抛光工艺优化

生物抛光是用纤维素酶去除织物表面的绒毛，达到表面光洁、抗起毛起球，并使织物达到柔软、蓬松等*性能的整理手段。生物抛光能给予织物持久性的整理效果，使用的酶制剂是天然蛋白质，可*生物降解，使用量也相对较低。因此，酶制剂对排污的负担是很轻微的，这使得生物光洁整理，较相应的化学品整理更具吸引力。本实验利用康地恩生物集团生产新纤L-10对纯棉织物进行生物抛光处理，通过改变酶用量、温度、pH值、处理时间和浴比等五个影响因子来确定*工艺条件，并对棉织物的减量率、经向强降率、毛细效应和悬垂系数等指标进行测试与评价。

1．实验
1．1 实验试剂与材料：新纤L-10（上海康地恩生物科技有限公司），醋酸，醋酸钠为分析纯，纯棉布
1．2 实验仪器
FA2004电子天平，HHS电热恒温水浴锅，DZF-6050真空干燥箱，PHSJ-4A实验室PH计，YG026断裂强度测试仪，YG8 11型悬垂测试仪
1．3 生物抛光工艺
配制纤维素酶溶液→调节pH值→升温至所需温度，加入织物→处理一定时间→取出织物→80℃热水洗10min→105℃烘至恒重_测定织物性能指标。
1．4 性能测定
减量率的测定：将纤维素酶处理前后的试样在烘箱中于105℃烘干至恒重。减量率=（M处理前-M处理后）／M处理前×100％；断裂强力的测定：在YG026断裂强度测试仪测定。降强率=（处理前断裂强力-处理后断裂强力）／处理前断裂强力×100％；毛细效应的测定：蒸馏水（含0．5％重铬酸钾）在30min内沿织物（经25cm，纬4cm）所上升的高度；悬垂系数测定：在YG811悬垂测试仪上测定。
2结果与讨论
2．1 单因素实验
2．1．1 酶用量的影响
棉织物在温度50℃，pH值5．0，时间50min，浴比1：15条件下，改变酶的用量进行生物抛光整理．测得处理后织物性能如表1．
表1 酶用量对抛光效果的影响
注：原样强力308．6N；毛细效应9．6 cm／30min
由表1看出，随着酶用量的增加，减量率和经向降强率也依次增大，毛效也改善明显。而生物抛光整理棉织物时，强力损失不宜超过10％，否则强力可能降低到不可服用的程度。达到织物性能的改善是纤维素酶处理的基本要求，这是织物的服用要求决定的。当酶的用量大于2％时，对织物的损伤过于严重。因此，选择酶的用量为0．5％~2％。
2．1．2 温度的影响
温度对酶催化反应的影响包含两方面的影响，即温度对酶失活的影响和对反应速度提高的影响。只有在zui适温度下，酶催化反映才表现出zui大的反应速度。
表2温度对抛光效果的影响棉织物在酶用量2％，pH5．0，时间50min，浴比1：15条件下，通过改变温度进行生物抛光整理，测得处理后织物性能变化如表2。从表2可以看出，在40℃．55℃，减量率和降强率随温度的升高而增大，原因是随着温度的升高，反应活化分子数增加，有利于棉纤维水解反应的进行。但继续升温时，减量率和降强率出现下降的趋势，表明纤维素酶新纤L-10已经开始部分失活。整理后织物的毛效有所改善。综合考虑以上因素，生物抛光整理温度为45℃~55℃。
2．1．3 pH值的影响
纤维素酶有一个zui适pH域，在此条件下酶催化有zui大的速度。本实验在酶用量2％，温度50℃，时间40min，浴比1：15条件下，通过改变pH值（醋酸．醋酸钠缓冲液调节）进行生物抛光处理，结果如表3所示。
表3 pH值对抛光效果的影响由表3可知，减量率和降强率随pH的变化呈左右对称的钟罩型，毛效也随减量率的变化而变化。pH值对酶及其反应系统产生两种影响，一是破坏酶的空间构象，使酶变性失活；二是改变了反应系统的组成成分，从而影响酶催化反应的速度。不同的pH值将改变和影响酶的解离状态、底物的解离状态及酶一底物络合物的解离。在pH4．5~5．5时，织物的减量率和经向降强率大，且毛效有一定的改善。所以纤维素酶新纤L-10处理棉布的zui适pH域在4．5~5．5为宜。
2．1．4 处理时间的影响
表4处理时间对抛光效果的影响由表4可知，随着时间的延长，棉织物的减量率依次增大，和经向降强率也随着增加。这是由于酶在进行催化反应时，首先作用于纤维的表面和无定形区，然后作用于结晶区的边缘，使结晶区不断减小。当处理时间超过50min后，织物的降强率超过10％，对织物损伤过于严重；反应时间过短，酶作用不充分，表面绒毛去除不净，抛光效果不佳。综合以上因素，纤维素酶新纤L-10处理的时间控制在40~60min。
来源: 印染在线