纖維素酶在織物后整理中的應用

張馨月

摘 要：本論文歸納總結了纖維素酶在織物后整理中的應用，著重介紹了纖維素酶作用原理;纖維素酶拋光處理后織物性能及外觀的變化;纖維素酶在實際紡織生產中的重要工藝設計。

關鍵詞：纖維素酶;純棉織物;拋光;織物性能;織物外觀;工藝設計

棉纖維屬天然短纖維，其織物柔軟且吸濕性佳，但織造后其表面會留下絨毛和微元纖，后期易起毛球，且若織物表面有棉結和毛羽，會影響到織物外觀和手感，因此對純棉織物進行后加工整理十分必要。

目前主要處理方法有兩種：傳統拋光堿法處理工藝，其具有纖維損傷大、耗能耗水多、廢水處理難等問題;生物酶拋光整理工藝，其具有諸多優點，如：綠色環保、織物表面更光潔均勻、整理效果更持久、織物的懸垂性增強、手感更為爽滑等。由此對比顯示出，生物酶拋光工藝逐漸成為生態紡織進程中的更優選擇。

一、纖維素酶的拋光原理

與眾多纖維素纖維相似，棉織物的表面有很多突出的微原纖，導致織物在受到外力和外界摩擦作用下很容易起毛起球從而影響織物表面的光潔度和手感。生物拋光則是一種利用纖維素酶改善纖維素纖維織物表面光潔度和柔軟性的整理，利用纖維素酶水解織物表面的絨毛和微原纖，破壞其結構，從而使其在加工過程中受摩擦力作用下從織物表面脫落。

纖維素酶可以使織物表面的絨毛和微原纖水解，而對其中的纖維素纖維影響不大的原因，是因為在酶洗時纖維素酶首先接觸織物或紗線表面的纖維、織物運轉時發生較大位移的紗線交織處的纖維，以及突出在織物或紗線上的茸毛，之后才進入到紗線內部的纖維。即纖維素酶的分子在這些突出于織物或紗線表面的茸毛根部和紗線交織處的纖維根部擴散得最快，受酶的作用最強，這些部位在織物運動中的受力也最強，因而此處的纖維也最容易發生斷裂。

生物酶拋光的實現，不僅需要纖維素酶對纖維素進行水解，一般還需要外加機械作用力。外加機械作用力一方面能促進酶分子與纖維的吸附和解吸的速度，另一方面也能使酶水解產生的產物盡快分散到液相中。因為機械攪動有助于被酶水解的茸毛從織物表面脫落，使織物表面變得光潔，這也是纖維素酶工業化應用中不可或缺的條件。此外，機械攪動還增加了酶分子與織物接觸的頻率，達到更為理想的效果。

二、純棉織物拋光處理變化

1.外觀形態變化

直觀表現：毛羽、棉結被去除;棉針織物的結構變得清晰;染色織物的顏色更加鮮艷;織物顏色加深。

2.織物性能的變化

處理后織物外觀形態產生變化的同時，織物的一些重要性能也會發生變化，如力學性能、抗起毛球性等。

2.1織物頂破強力

由于部分纖維被去除，纖維素酶會引起失重，因纖維失重和削弱會使纖維強力下降。

頂破強力的降低與減量率基本成正比關系，因此必須嚴格控制織物的失重率，也要注意在進行纖維素酶處理時，不要進行激烈的攪拌和摩擦，以免纖維強力下降的更多。

2.2抗起毛起球性能

因為棉針織物經過纖維素酶處理之后織物表面只殘留有少量纖維，所以在受到摩擦時，起毛起球傾向會降低。這使得織物抗起毛起球性有所提高，提高了織物服用性能。

2.3表面粗糙度及耐磨性

纖維表面毛羽減少，織物表面粗糙度顯著下降。但實驗結果表明織物表面摩擦系數基本不變，纖維素酶處理棉織物并不會顯著改變其耐磨性。

三、紡織生產重要工藝參數

主要影響拋光效果的五種因素，酶用量、處理溫度、PH值、浴比和處理時間。通常用于紡織品染整加工的是酸性和中性纖維素酶。

此處使用一種酸性纖維素酶對18.4tex普梳純棉雙面針織布材料處理，并對實驗結果進行分析，得到纖維素酶在紡織生產應用中的合理參數范圍。

1.PH值

從圖3中可以看到隨著pH值升高，質量損失率逐漸增加，即處理效果逐步增強，pH值為4-5.5范圍內，質量損失率達到最高;之后，質量損失率隨pH值的升高逐漸下降。由此可見，pH值對酶的應用效果影響很大，酸性纖維素酶在pH值為4.5-5.5時，與底物匹配度最高，催化反應速度可達最大值。

2.處理溫度

隨著溫度的升高，酶蛋白分子運動加快，增大了與纖維的結合機率，加快了反應速度，質量損失率逐步增加，作用效果增強;當處理溫度超過60℃后，酶蛋白分子結構產生了變性，失活程度增加，此時隨著溫度升高，質量損失率逐步下降。溫度為50-60℃范圍內，質量損失率最高，因此纖維素酶的最適溫度范圍為50-60℃。

3.酶用量

當酶用量小于10%時，隨著用量的增加，棉織物質量損失率逐漸上升;酶用量超過10%后，織物質量損失率逐漸趨于平衡。這是由于當酶用量達到10%時，水浴中的纖維素酶量達到了飽和狀態，再增加用量并不能繼續提高作用效果。

總體來說，在pH值為4.5—5.5，溫度50—60℃時，酸性纖維素酶的作用效果較好;隨著酶加量的增加，酸性纖維素酶作用效果逐漸上升，在用量達10%后，趨于飽和。

上述這些重要工藝參數在實際應用中都有一定的參考作用。

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