【集萃網(wǎng)觀察】摘要：利用正交表設(shè)計實驗，對純棉針織物進行拋光整理，通過對整理后織物性能的測試分析，得出使織物獲得優(yōu)良服用性能的最佳纖維素酶整理工藝。
生物酶拋光整理是一種用纖維素酶去除織物表面絨毛，達到表面光潔、抗起毛起球，并使織物達到柔軟、膨松等獨特性能的整理工藝。棉是纖維素纖維，利用生物工程中的纖維素酶，可對纖維素起催化降解作用，使之減量。纖維素纖維經(jīng)纖維素酶作用后，其無定形區(qū)部分水解，結(jié)晶區(qū)之間的空隙變大，同時結(jié)晶區(qū)的部分水解使晶區(qū)尺寸減小，因而受到外力作用時，結(jié)晶區(qū)之問容易產(chǎn)生相對運動，纖維抗彎能力降低，剛度下降，從而使整理后的織物光潔、膨松，服用性能得到改善，可進一步提高棉針織產(chǎn)品的檔次和附加值u。所以采用纖維素酶對棉針織物進行生物拋光，探索其加工工藝及其對棉針織物性能的影響具有重要的現(xiàn)實意義。
1纖維素酶的作用機理
纖維素酶是由葡聚糖內(nèi)切酶（Cx酶）、葡聚糖外切酶（C1酶）、B-葡萄糖苷酶3個主要成分所組成的誘導(dǎo)型復(fù)合酶系。其中C酶起水化作用，它作用于不溶性的固體表面，使形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)的纖維素鏈開裂，長鏈分子的末端部分游離，從而使纖維素鏈易于水化。Cx酶隨機水解非結(jié)晶纖維素、可溶性纖維素衍生物和葡萄糖的pI1，4一寡聚物，葡萄糖苷酶將纖維二糖和纖維三糖水解成葡萄糖�；窘到饽Ｊ饺缦拢�
結(jié)晶纖維素一C1一無定形纖維素一Cx一纖維二糖一B-葡萄糖苷酶一葡萄糖
酶的一個特點是高度的專一性。一種酶催化一種反應(yīng)，這也同樣適用于纖維素酶。纖維素酶這種生物整理劑分子比水分子大得多，較難滲透到纖維內(nèi)部，所以它對纖維素的生化分解在反應(yīng)開始階段，只局限在豎起的纖維端和可及的織物表面上。只有當(dāng)處理溫度足夠高時，催化才可能在織物內(nèi)部進行，但又會降低織物的強度，因此，控制好反應(yīng)條件是進行拋光整理的關(guān)鍵。
2實驗材料與方法
2.1實驗材料
實驗材料：純棉針織半漂布（22.4tex/11×1羅紋）。
藥劑：纖維素酶44I（琥珀色液體，比重1.2，活力2000CMCU/g），Na2CO3，HAC。
2.2實驗儀器
立信AILFIT-5型小浴比溢流染色機（織物容量5kg，轉(zhuǎn)速128r/min，噴壓7psi），NI-IV-30型電子稱（精度0.001kg），pHS-25型酸度計（精確度0.01），M229B型數(shù)字頂破強度試驗機，PT一2型起毛球測試儀.DS-I型Parktek微波烘干機。
2.3實驗方法及步驟
實驗順序采用隨機的方法進行，步驟如下：
坯布烘干至恒重并稱重一坯布進染色機一按一定浴比入水一加HAC并測試調(diào)整溶液pH值一升溫至所需溫度一加入酶44L恒溫處理一定時間一加入碳酸納一升溫滅活一排液一加HAC水洗織物一水洗織物2次一脫水烘干稱重。
3實驗結(jié)果與討論
3.1正交實驗設(shè)計
根據(jù)影響纖維素酶拋光整理的主要因素，本次實驗選取了時間、濃度、pH值以及溫度作為試驗的4個因子，另外根據(jù)纖維素酶活力的大小選取了4個因子的各自3個水平，采用正交表I（3）設(shè)計這次實驗，因子一水平表如表1所示。
3.2正交試驗的測試結(jié)果和優(yōu)化方案
利用方差分析找出最優(yōu)整理工藝，使棉針織物達到表面光潔、柔軟、膨松和抗起毛起球等獨特性能。用纖維素酶進行拋光整理的優(yōu)化實驗方案及結(jié)果如表2所示。
3.3方差分析
3.3.1頂破強力損失率的方差分析
頂破強力損失率的方差：分析見表3。因子A、B、C對強力損失無顯著性影響，因子D對強力損失有顯著性影響。對于因子D而言Ⅲ
3.3.2織物減量率的方差分析
織物減量率的方差分析見表4。因子A、B、C對織物減量率無顯著性影響，因子D對織物減量率有顯著性影響。對于D因子又有I
3.3.3起毛起球的方差分析
織物的起毛起球方差分析見表5。因子B、D對起毛起球有顯著性影響，因子B3顯著，而且Ⅲ>Ⅱ>I，故選t33;因子D顯著，而且Ⅲ>Ⅱ>I，故選D3;因子A、C不顯著可任意選。
根據(jù)正交實驗與方差分析結(jié)果，綜合考慮織物拋光整理的整體效果得出最優(yōu)的拋光整理工藝為：A1B3C3D3。，即時間為45min，纖維素酶44L用量為2%（owf），pH值為4.5，溫度為55℃。此工藝可使織物達到表面光潔、抗起毛起球、柔軟、膨松等獨特性能，同時，具有較好的頂破強力，而且織物減量率也控制在3～5%范圍內(nèi)。
4結(jié)論
�。�1）通過正交實驗和方差分析，得到了純棉針織物拋光整理的最佳工藝，此工藝簡單可行、操作方便、生產(chǎn)成本低。采用纖維素酶44L對棉針織物進行拋光整理，可以使織物的外觀、手感及起毛起球性能得到非常大的改善。
�。�2）現(xiàn)有的纖維素酶與淀粉酶相比，其活力太小，以致于造成加工成本相對較高和效率相對較低，因此，其應(yīng)用范圍受到了較大的制約。提高纖維素酶本身的活力將是今后纖維素酶研究中的一個重要方向。
（3）在棉織物進行拋光整理后。外觀質(zhì)量得到很大提高的同時，織物的強力也受到了較大的損傷。這也是今后纖維素酶發(fā)展中需要解決的問題，生產(chǎn)廠家可通過對纖維素酶單個組分的研究，在生產(chǎn)過程中適當(dāng)減少某些組分的含量，將酶催化劑對織物纖維內(nèi)部的損傷降到最低。另外，合理選擇催化整理參數(shù)，再配合一些助劑使用，降低催化整理對織物強力的影響是完全可能實現(xiàn)的。
�。�4）隨著分子生物學(xué)、基因工程的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外均在嘗試應(yīng)用基因工程技術(shù)來改造和制取高效纖維素降解菌，這將使纖維素酶更加廣泛地應(yīng)用于纖維素纖維織物的改性加工中。纖維素纖維織物用纖維素酶處理可獲得多種有商業(yè)價值的效果，可以提高織物的服用性能和服裝檔次。纖維素酶處理具有環(huán)保、節(jié)能、高效等特點，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，有利于綠色染整、綠色紡織的發(fā)展，前景廣闊。
來源 劉艷，孟家光
手機版印花網(wǎng)
微信號：yinhuashijie
