退煮處理對麻漂浮工藝的影響

退煮處理對麻漂浮工藝的影響

0織物前處理工藝設(shè)計這種優(yōu)質(zhì)纖維是一種含糊量高的韌皮纖維。它包含了大量的雜質(zhì)、方向和結(jié)晶、強(qiáng)、長、軟、剛性強(qiáng)、吸水率低、印版困難等。酶處理加工不會產(chǎn)生新的化學(xué)有害物質(zhì),有利于環(huán)保,是一種清潔生產(chǎn)工藝。而傳統(tǒng)的苧麻織物前處理工藝在高溫、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑條件下進(jìn)行,需耗費大量的能源和水,且對纖維造成一定程度的損傷。本研究采用生物酶對苧麻織物進(jìn)行退漿和煮練,借助酶的高度專一性和高效性,以解決傳統(tǒng)苧麻加工中化學(xué)品在去雜的同時對纖維造成損傷的矛盾。本試驗首先采用二步法工藝,即對苧麻織物先進(jìn)行生物酶退煮,再進(jìn)行漂白。通過正交試驗,分別確定單獨使用纖維素酶和果膠酶退煮后,用雙氧水進(jìn)行漂白,以及用纖維素酶/果膠酶協(xié)同作用退煮后,用雙氧水進(jìn)行漂白的最佳酶處理和漂白工藝條件,并與常規(guī)堿處理工藝進(jìn)行對比。1酶處理對天麻纖維的影響1.1果實酶的作用機(jī)制1.2葡萄糖苷酶的制備纖維素酶是一種含有相互協(xié)同作用的多組分復(fù)合酶。1950年,Resee等首先提出了纖維素酶的多組分性,即具有兩種主要組分:內(nèi)β-1,4-葡萄糖酶和外β-1,4-葡萄糖酶。根據(jù)作用,大致可分為β-葡萄糖酶(稱Cx酶)、外β-葡萄糖酶(稱C1酶)、纖維素二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶。Cx酶以隨機(jī)的方式先作用于天然結(jié)晶纖維素分子中的某些β-1,4-糖苷鍵,將纖維素切成許多較短的鏈,然后通過C1酶的催化作用,將短鏈的非還原性末端纖維二糖逐個切下;最后β-葡萄糖苷酶與纖維二糖作用,將纖維二糖轉(zhuǎn)變?yōu)镈-葡萄糖。苧麻纖維初生胞壁和次生胞壁均可水解生成纖維二糖和葡萄糖,從而溶解于纖維素酶水溶液中。酶對纖維素結(jié)晶區(qū)的影響較小,而初生胞壁和次生胞壁的無定形區(qū)部分則受其較多影響,在水解作用下引起纖維的減量和改性。但是纖維素酶作用首先是通過酶的催化作用,形成一種酶-作用物的復(fù)合物。而大分子酶復(fù)合體起先不能滲透到纖維內(nèi)部,主要作用在纖維表面,并在此斷開纖維素鍵,因此,它特別會侵襲細(xì)支紗和疏松結(jié)構(gòu)的織物。苧麻纖維結(jié)構(gòu)較疏松,在生物酶和機(jī)械作用下,纖維的結(jié)晶度降低、無定形區(qū)增加、剛度降低、纖維變軟,去除了毛羽,不僅達(dá)到改善手感和消除刺癢感的目的,更為后道漂白、染色工序提供了條件。2測試2.1材料表面6cm×35cm純苧麻織物試樣若干塊。2.2藥物和機(jī)器2.2.1酶ncb181果膠酶BioPrep3000L(丹麥諾維信公司);酸性纖維素酶NCB5181(湖南尤特爾生化有限公司);雙氧水30%(工業(yè)用)、冰醋酸、醋酸鈉、硅酸鈉、平平加、促進(jìn)劑、活化劑、純堿、氫氧化鈉稀溶液、滲透劑JFC、紅油、食鹽 (以上均由實驗室提供)。2.2.2儀器、試劑與儀器試驗用小軋車(天津萊恩科技公司);YG065N型電子式織物強(qiáng)力試驗儀(山東萊州電子儀器公司);CS101-3E電熱鼓風(fēng)干燥箱(重慶四達(dá)實驗儀器有限公司);AB204-N型電子分析天平(Mettler-toledoGroup);DSBD-1數(shù)顯白度儀(溫州鹿東儀器廠)。2.3工藝2.3.1酶處理工藝預(yù)處理(60℃熱水浸漬1min)→酶退煮→水洗→氧漂→水洗(80℃熱水洗3次,冷水洗3次)→烘干2.3.2織物耐堿處理(1)堿退漿浸軋堿液(二浸二軋,80～85℃,軋余率110%～130%)→汽蒸(100～102℃×20～25min)→水洗→烘干(2)堿精練退漿后織物投入煮練浴→沸煮(常壓、1h)→水洗→烘干(3)雙氧水漂白退煮后織物→浸軋過氧化氫溶液(二浸二軋,85℃,軋余率75%)→汽蒸(90～95℃)→水洗→烘干2.4測試測試2.4.1織物的上升和高度將退煮或漂白后的試樣剪成30cm×5cm布條,在離一端1cm處沿緯向用鉛筆畫一條平行線,使平行線與液面對齊。測量蒸餾水在30min時沿織物上升的高度。如液面上升高度參差不齊,讀取最低值。2.4.2白費用白度儀按標(biāo)準(zhǔn)方法測試。2.4.3暴力將退煮或漂白后的試樣,按GB/T2923—1997法測定。2.4.4減少率將處理前后的試樣在烘箱105℃中烘干至恒重,以下式計算減量率:3.1纖維素酶對毛羽織物的退煮3.1.1正交試驗結(jié)果試驗采用正交設(shè)計的方法,確定單獨使用纖維素酶退煮的最佳工藝。選擇纖維素酶用量A、酶處理浴比B和酶處理時間C三個因子,以及對應(yīng)的四個水平,確定正交試驗表(見表1),纖維素酶退煮試驗結(jié)果見表2。根據(jù)表2試驗結(jié)果進(jìn)行極差分析,優(yōu)選得到纖維素酶的最佳處理工藝為:A1B3C2,即纖維素酶1.0%,浴比1∶20,處理45min。3.1.2雙氧水濃度對雙氧水漂蒸率的影響用纖維素酶對苧麻織物進(jìn)行退漿和煮練后,再用雙氧水進(jìn)行漂白試驗。根據(jù)漂白的工藝原理,在漂液pH值為10、汽蒸1h的條件下,選擇不同的雙氧水濃度,試驗結(jié)果見表3。苧麻織物經(jīng)纖維素酶退煮后,再用最佳濃度3.5%的雙氧水漂白。3.2酶處理對織物麻性能的影響果膠酶對苧麻織物的退煮工藝處方見表4,果膠酶退煮試驗如表5所示。由表5看出,單獨使用果膠酶對苧麻織物進(jìn)行退煮,其效果不佳,即使在較大的酶用量、較長的處理時間和較高的處理溫度下,苧麻的性能仍不能得到較大改善。說明不宜單獨使用果膠酶對苧麻織物進(jìn)行退漿和煮練。3.3纖維素酶與果膠酶的結(jié)合處理中的回歸麻織物3.3.1不同生物酶最佳處理條件的正交試驗結(jié)果利用纖維素酶和果膠酶的協(xié)同作用對苧麻織物進(jìn)行退煮處理,通過正交試驗,確定最佳工藝條件。由于同時使用了兩種生物酶,而不同生物酶的最佳處理條件各不相同,所以本試驗選擇了影響較大的5個因素:纖維素酶用量A、果膠酶用量B、煮練液pH值C、煮練溫度D和煮練時間E。正交試驗見表6,試驗結(jié)果見表7。對表7結(jié)果進(jìn)行極差分析,優(yōu)選得出最佳纖維素酶/果膠酶退煮工藝為:A3B4C2D3E4,即纖維素酶1.0%,果膠酶1.0%,pH值6,溫度70℃處理80min。3.3.2雙氧水用量對織物強(qiáng)力的影響由上述試驗結(jié)果可以看出,酶的協(xié)同作用對苧麻織物處理效果較好,因此,漂白時可適當(dāng)減少雙氧水用量,初步定為1%～3.5%。漂白工藝條件同上。由表8知,隨雙氧水濃度的增加,織物白度不斷提高,但提高的幅度不大,而強(qiáng)力的損失卻很大。當(dāng)雙氧水濃度為2.0%時,能夠滿足白度要求,同時保持了較低的強(qiáng)力損失。因此,選擇雙氧水濃度為2.0%。3.4比較試驗3.4.1堿煮練處方/gl-1.2%的雙氧水-1-硫酸鈉簡稱“4-5”(1)堿退漿處方/g·L-1氫氧化鈉10滲透劑JFC1～2浴比1∶20(2)堿煮練處方/g·L-1氫氧化鈉/%(owf)20紅油1浴比1∶20(3)雙氧水漂白處方/g·L-1雙氧水(100%)1.5硅酸鈉5滲透劑JFC3浴比1∶20pH值(用氫氧化鈉調(diào)節(jié))103.4.2重復(fù)試驗分別對纖維素酶退煮+氧漂、果膠酶退煮+氧漂、纖維素酶/果膠酶退煮+氧漂的最佳工藝作重復(fù)試驗,并與常規(guī)堿退漿、堿精練、氧漂進(jìn)行對比(見表9)。4最優(yōu)工藝條件4.1單獨使用纖維素酶對苧麻織物進(jìn)行退煮處理的效果較好,其最佳工藝為:預(yù)處理(60℃熱水浸漬1min)→酶退煮(纖維素酶1.0%、45～55℃、pH值4.5～5.5、浴比1∶20、處理50min)→水洗→烘干。雙氧水漂白的最佳濃度為3.5%。4.2單獨使用果膠酶對苧麻織物進(jìn)行退煮效果較差,即使在較大的酶用量、較長的處理時間和較高的處理溫度下,苧麻的性能仍不能得到較大的改善。4.3纖維素酶和果膠酶協(xié)同作用,對苧麻織物進(jìn)行退漿和煮練,效果較好。最佳工藝為:預(yù)處理(60℃熱水浸漬1min)→酶退煮(纖維素酶1.0%、果膠酶1.0%、溫度70