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　　生物酶拋光整理是一種用纖維素酶去除織物表面絨毛，達(dá)到表面光潔、抗起毛起球，并使織物達(dá)到柔軟、膨松等獨(dú)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(duì)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(wú)定形區(qū)部分水解，結(jié)晶區(qū)之間的空隙變大，同時(shí)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(shí)，結(jié)晶區(qū)之問(wèn)容易產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(jìn)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(duì)棉針織物進(jìn)行生物拋光，探索其加工工藝及其對(duì)棉針織物性能的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1纖維素酶的作用機(jī)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(gè)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(kāi)裂，長(zhǎng)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(jī)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�；�本降解模式如下：

　　結(jié)晶纖維素一C1一無(wú)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(gè)特點(diǎn)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(duì)纖維素的生化分解在反應(yīng)開(kāi)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(shí)，催化才可能在織物內(nèi)部進(jìn)行，但又會(huì)降低織物的強(qiáng)度，因此，控制好反應(yīng)條件是進(jìn)行拋光整理的關(guān)鍵。

　　2實(shí)驗(yàn)材料與方法

　　2.1實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀器

　　立信AILFIT-5型小浴比溢流染色機(jī)（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(jì)（精確度0.01），M229B型數(shù)字頂破強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，PT一2型起毛球測(cè)試儀.DS-I型Parktek微波烘干機(jī)。

　　2.3實(shí)驗(yàn)方法及步驟

　　實(shí)驗(yàn)順序采用隨機(jī)的方法進(jìn)行，步驟如下：

　　坯布烘干至恒重并稱重一坯布進(jìn)染色機(jī)一按一定浴比入水一加HAC并測(cè)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　3.1正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)影響纖維素酶拋光整理的主要因素，本次實(shí)驗(yàn)選取了時(shí)間、濃度、pH值以及溫度作為試驗(yàn)的4個(gè)因子，另外根據(jù)纖維素酶活力的大小選取了4個(gè)因子的各自3個(gè)水平，采用正交表I（3）設(shè)計(jì)這次實(shí)驗(yàn)，因子一水平表如表1所示。

　　3.2正交試驗(yàn)的測(cè)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(dá)到表面光潔、柔軟、膨松和抗起毛起球等獨(dú)特性能。用纖維素酶進(jìn)行拋光整理的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果如表2所示。

　　3.3方差分析

　　3.3.1頂破強(qiáng)力損失率的方差分析

　　頂破強(qiáng)力損失率的方差：分析見(jiàn)表3。因子A、B、C對(duì)強(qiáng)力損失無(wú)顯著性影響，因子D對(duì)強(qiáng)力損失有顯著性影響。對(duì)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(jiàn)表4。因子A、B、C對(duì)織物減量率無(wú)顯著性影響，因子D對(duì)織物減量率有顯著性影響。對(duì)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(jiàn)表5。因子B、D對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)到表面光潔、抗起毛起球、柔軟、膨松等獨(dú)特性能，同時(shí)，具有較好的頂破強(qiáng)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(guò)正交實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單可行、操作方便、生產(chǎn)成本低。采用纖維素酶44L對(duì)棉針織物進(jìn)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(duì)較高和效率相對(duì)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(gè)重要方向。

　　（3）在棉織物進(jìn)行拋光整理后。外觀質(zhì)量得到很大提高的同時(shí)，織物的強(qiáng)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(wèn)題，生產(chǎn)廠家可通過(guò)對(duì)纖維素酶單個(gè)組分的研究，在生產(chǎn)過(guò)程中適當(dāng)減少某些組分的含量，將酶催化劑對(duì)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(duì)織物強(qiáng)力的影響是完全可能實(shí)現(xiàn)的。

　　（4）隨著分子生物學(xué)、基因工程的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)外均在嘗試應(yīng)用基因工程技術(shù)來(lái)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(jià)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(diǎn)，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(lái)源 劉艷，孟家光

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