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彩棉/亚麻/白棉混纺针织物酶前处理工艺研究

彩棉/亚麻/白棉混纺针织物酶前处理工艺研究
天然彩色棉色泽自然柔和、古朴典雅,富有弹性,穿着舒适;亚麻吸湿透气,抗菌,抗静电,防腐,易洗涤,有朴素自然的风格。但彩棉纤维长度短,麻纤维虽长但长度不匀率高,抱合力差,而白棉纤维长度长,长度整齐度高,加入白棉可大大提高纺纱效果,提高战纱质最。彩棉/亚麻/白棉混纺针织物吸收了彩棉、亚麻和内棉三者的优点,织物柔软而有身骨,凉爽而舒适,色彩自然典稚。
由于彩棉和亚麻含有较高的果胶和脂蜡质成分,亚麻纤维的刚度较大,因此,彩棉/亚麻/白棉混纺针织物存存手感粗糙生硬、吸湿性差等缺点。本文采用精练酶替代常规精练,大大改善了织物的吸湿和柔软性能,也更符合彩棉的环保特性。
1彩棉/亚麻/白棉混纺针织物杂质含量分析
虽然天然彩色棉、亚麻与白棉都是纤维索纤维,但其物理性质和各组分含量存在着差异。影响彩棉/亚麻/白棉混纺针织物吸湿性能的主要杂质含量比较见表l。因本实验中采用的是25棕色彩棉/35亚麻/40自棉混纺纱,绎计算可得,原料中果胶含量约3.04%,木质素含量约3.43%,脂蜡质含量约1.43%,其中,影响织物吸湿性能的主要是果胶和脂蜡质。
2精练酶在纤维精练中的作用机理
精练酶301L是以碱性果胶酶为主的多种酶制剂的复配产品,其精练机理与果胶酶相似。
传统的煮练机理是用大量的烧碱液先将蜡质皂化,再乳化净洗去除,同时将矿物质和果胶质去除。而酶精练的机理却是先将果胶质水解,为去除剩余的蜡质提供便利。果胶酶精练过程中,首先果胶酶与果胶质生成复合物(络合体),然后进而将之水解。这样,原先不溶性的果胶质被分裂。脱离纤维,此时被水解的果胶质就具分散性,果胶质从纤维表面的初生细胞壁层溶斛后,为净洗剂去除蜡质提供通道,这一过程将连续不断地重复发生,直到果胶酶因某种条件而停止作用。果胶酶与不溶性果胶之间的反应,不仅使果胶成游离状态,还可以使表面其他杂质脱落,达到精练的目的。
3实验部分
(略)
4结果与讨论
4.1酶用量对精练酶煮练效果的影响
精练酶煮练工艺条件:浴比l:20,温度50℃,时间30min。pH值8,渗透剂2g/L,变化酶用量,进行煮练。
随着酶用量的增加,减量率增加;毛效有所增加;顶破强力下降;弯曲长度变短。这是因为酶用量增加,溶液中酶浓度增加,精练酶与果胶及蜡质反应速度加快,除杂效果好,因此织物的减量率增加,毛效提高但当酶用量达到一定值后,毛效增加不明显,织物柔软性能改善不明显,而织物强力下降却很大。
4.2pH值对精练酶煮练效果的影响
精练酶煮练工艺条件:浴比1:20,温度5O℃,时间3Omin,酶用量1g/L,渗透剂2g/L,,变化pH值。
pH值可影响精练酶与底物的结合。酶和底物的解离情况,只有在特定的pH值条件下,最适宜于它们互相结合,并发生催化作用,使酶促反应速度达最大值,这种pH值称为酶的最适pH(optimumpH)。溶液的pH值高于和低于最适pH时都会使酶的活性降低,远离最适pH值时甚至导致酶的变性失活。
减量率、毛效、顶破强力和弯曲长度等所有性能在pH值为7、8、9时都比在pH值为6和1O时好。可见精练酶在中性至弱碱性条件下,活性较好,除杂效果好,因此,织物毛效在pH为7、8、9时较好。当pH值变大时,织物强力损伤变大,柔软性能变差,这是溶液中碱液对织物造成的损伤而不是精练酶处理的效果。
43温度对精练酶煮练效果的影响
精练酶煮练工艺条件:浴比1:20,时间30min,酶用量1g/L,pH值为7,渗透剂2g/L,变化温度。
温度是影响精练酶活性的又一重要因素,不同的生物酶所适合的最佳温度不同,温度在5O~60℃时,减量率达到一定值,且毛效、顶破强力和弯曲长度都较好,此时,精练酶处理效果较优。这是因为随着温度的升高,精练酶的活化分子数增加,反应速度加快,但温度继续增加时,酶蛋白叉会逐渐变性失活,精练酶处理效果变差。对于精练酶处理,在60℃时,织物性能较好,处理效果最优。
4.4时间对精练酶煮练效果的影响
精练酶煮练的工艺条件为:浴比1:20,温度6O℃,酶用量lg/L,渗透剂2g/L,pH值7,变化煮练时间。
随着煮练时间的增加,毛效增加,弯曲长度变化不大,织物的吸湿性和柔软性能虽有所改善,但改善并不明显,反而织物的顶破强力下降很大。这是因为织物长时间处于较高温度的溶液中,纤维受到了损伤,因而导致织物顶破强力下降。
45精练酶精练工艺条件的确定
根据上述各单因素对精练酶处理效果的影响分析,现选定酶用量、pH值、温度和时间四因子,三水平进行正交实验。
精练的主要目的是去除天然杂质,降低织物的含杂量,提高织物的润湿性,所以在精练酶正交实验中,选择毛效、织物顶破强力和弯曲长度3项指标作为评判标准,其中以毛效作为最主要的指标。另外,精练酶浓度越大,温度越高,时间越长,生产成本相对越高,并且织物的顶破强力下降越大。所(下转第84页)以,综合考虑各种因素,利用正交实验的直观分析法最终得出的优化工艺为:精练酶浓度为l.5g/L,pH值为8,温度6O℃,时间45min。渗透剂2g/L,浴比1:20。
5结论
(1)酶用量、pH值、温度和时间对精练酶煮练效果都有一定的影响。随着酶用量的增加,减量率增加,毛效有所增加,顶破强力下降,弯曲长度变短,织物柔软性能得到改善;pH值处于中性至弱碱条件时,精练酶煮练效果好;随着温度的升高,织物毛效先变大后变小,顶破强力先变小后变大,弯曲长度先变短后变长,温度在50~60℃时,精练酶煮练效果较好;随着煮练时间的增加,织物毛效和柔软性能有所改善,但改善效果不明显,织物顶破强力下降很大。
(2)通过正交实验,得到较佳工艺条件:精练酶浓度为1.5g/L,pH值为8,温度6O℃,时间45min。渗透剂2g/L,浴比1:20。UOjtDNE


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