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      1 引 言

      近来,关于酶在纺织上应用的研究已有很多报道。有些是研究纤维素酶对纤维素材料的水解作用和纤维素酶处理后的棉织物的纺织性能。有些文章报道了棉织物的生物抛光技术,即通过酶处理改善织物起球性和手感,以及酶在棉织物精练上的应用,即利用温和条件下的生物化学反应降低能耗,减少废水污染,从而减轻环境压力。复合果胶酶能够降解果胶质及其相关的复台物,生成水溶性物质。专业人士用果胶酶和纤维素酶在温和条件下处理原棉纤维和未煮练的棉织物.发现纤维和织物的性质均发生显著变化。

      韧皮纤维如亚麻和苎麻同棉纤维相比.含有较少的纤维素,更多的非纤维素物质,如果胶质、半纤维素、木质素、蜡质、天然色素等等。因为原麻中的纤维素单纤维靠果胶质胶台.所以作为纺织前准备的原材料沤制或碱精练必不可少。近来,许多文章研究了亚麻的生物酶沤制技术。但是另有研究表明漂白后的亚麻仍含有果胶质。苎麻不仅在服饰方面同样在工业复合材料方面有着广阔的应用前景。所以很多学者付出很多努力企图改善它的机械性能,如粗糙剐硬的手感,较差的弹性回复性能。精练和织造后的苎麻织物仍舍有非纤维索物质,影响了它的各项性能。

      本文检测了几种商用混合酶(主要是果胶酶,纤维素酶和半纤维素酶)在苎麻脱胶方面的效果,同时评价了果胶酶和纤维素酶的作用。此外,我们还评价了酶处理在以下方面带来的变化,包括纤维的白度、表面结构和机械性质.并与碱精练的结果进行了比较。

      2 实 验

      斜纹苎麻织物(Kurabo公司提供)在75℃蒸馏水中退浆30 rain,然后用去离子水清洗。诺维信公司提供的三种商业用途的棍台酶:Ultrazyme40 L,由果胶反式消去酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶和半纤维素酶组成;Viscozyme L,由作用于各种糖类的酶组成,如阿拉怕糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、半纤维素酶和木糖醇酶等;CellsoftL,由从木霉菌获得的纤维素酶构成.常用于纤维素织物的生物抛光。

      将0.3 g酶溶解在l000 ml的浓度为0.05mol的冷醋酸钠缓冲溶液(pH 4.6)中.制成酶溶液。10 g重的织物在50℃按l∶100的浴比在酶溶液中处理l h,在Terg 0-Tometer的恒温槽(Ueshima Seisakusho公司)中机械搅拌。用去离子水清洗5遍终止反应,然后空气干燥。碱精练是织物在浴比1∶100的4%的氢氧化纳溶液中拂煮lh,然后将处理后的织物在去离子水中浸洗5次,干燥。

      处理和未处理的织物均在钉红溶液中着色。表面反射系数R用分光光度计测定(Minolta CM2002)。K/S值按照Kubelka-Munk公式计算。K/s值与基础织物上色料浓度成比例。

      苎麻织物上的果胶质用0.5%的草酸铵溶液在90℃萃取1 h。通过测量咔唑一硫酸反应的半乳糖醛酸的量计算果胶质含量。果胶质含量按半乳糖醛酸含量的1.37倍计算。   

       依照标准CIE L*a*b。光泽测包系统.处理和未处理的织物的明度L*和黄度b*用分光光度计(Minota CM 2002)测定。

      样品(8mm×8mm)在真空室喷镀一层厚30nm的金膜后(Nippon Denshi JFC-1100).用电子扫描电镜(Nippon Denshi JSMT-300,25kV)观察。

      机械性能如拉仲、剪切、弯曲和压缩性通过KES-FB仪器(Kato Tech公司)按照蹦前描述的方法1测量,结果列于表2中。测量的有关拉伸性能的参数有伸长曲线的线性(LT)、单位面积的拉仲能量(WT)、回弹性 (RT)和最大伸长(EMT)。剪切性的参数有剪切刚度(G),0.5°下剪切力滞后(2HG)和5°下剪切力滞后(2HG5)。弯曲性的参数有单位宽度的弯曲刚度(B)和0.5cm-1。曲率下的弯曲滞后(2HB)。关于压缩性的参数有压缩曲线的线性(LC)、压缩能(wc)和压缩滞后(RC)。处理前后的织物在0.5 gf/cm2负荷下的厚度和单位面积的重量也被测量,结果列于表2中。在测试这些性能前,样品是被置于标准条件中(20℃,65%RH)。

      3 结果和讨论

      因为果胶质的去除是苎麻精练的一个重要问题,我们通过根据钌红显色后织物的K/S值评估织物上的相对果胶残余量。因为未处理的织物的果胶质的量是其中最高的,故定其值为100%(表1)。碱退浆使果胶质减少了约40%,而这三种混合酶的效果是不同的。Vtscozyme酶的处理的结果几乎与碱煮练相同。 Cellsoft的效果是其中最高的,而Ultrazyme的效果则最低。


      处理后织物上的果胶质百分含量可蹦由I‰ 的草酸铵溶液萃取后测得,结果也列于表1中。很明显,Ultrazyme处理的纤维果胶质的含量是最低的。值得注意的是,在使用的实验条件下,不能萃取全部的果胶质。除Ultrazyme外,处理后的织物的果胶含量值比未处理的高,其原因是处理的织物伴随重量的损失,同时失去许多其他成分,诸如纤维素、半纤维素、木质素等。因此,处理后纤维的果胶质百分率增高了。

      3.1 L*和b*的变化

      为了评价各种精练处理对白度的影响,我们测定CIE L*a*b*包空间的明度(L*)和黄度(b*)。经苛性碱和酶Viscozyme、Celisot精练后的织物L'值稍有增加'b*值稍有下降,意味着尽管处理后的苎麻织物和起初一样自.但织物的白度值增加了。另一方面,经Ultrazyme处理的样品的L*和b*都显著地降低了,说明织物的白度值下降,织物的色度发生某一程度的变化。本结果同纤维表面高含量的果胶质这一事实相一致。

      3、2 SEM观察纤维表面结构

      我们用电子扫描电镜观察各种处理带来的形态变化.电镜照片如图1所示。未处理的纤维表面光滑,有薄层覆盖,沿纤维轴向存在纵向条纹(A)。碱退浆使纤维表面产生大量松散毛茸,纵向条纹加深(B)。另一方面,Ultrazyme作用于纤维表面,降解薄层,并使其部分从表面脱落(c)。Vis-cozyme对纤维表面的作用比Ultrazyme更活跃,导致薄层降解。结节可清楚地观察到(D)。纤维素酶处理的纤维表面非常光洁,大部分毛茸被去除。结节和纵向条纹清晰可见(E)。Mori等人用纤维素酶处理棉纤维并报道纤维素酶的处理导致纤维内部发生降解。Buschle-Diller等人研究了纤维素酶对苎麻及其他纤维素纤维的水解作用得出结论,短时间酶处理可以去除棉、亚麻、苎麻的表面毛茸,同时不伴随过分的减重及张力降低。尽管一小时的纤维素酶处理仅使苎麻纤维剥落薄薄的一层,但长时间的处理能使纤维内部损伤。

      3.3 KES-FB的机械性能测试

      从拉伸性能看,我们观察到碱煮练使EMT和wT增加,酶处理的则没有。这表明碱处理使纤维膨胀,

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  • 【时间】2006年08月29日
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