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生物酶對亞麻/棉混紡織物的前處理工藝探討
集萃印花網(wǎng)  2010-09-26 00:00:00
    【集萃網(wǎng)觀察】傳統(tǒng)的亞麻/棉混紡織物退漿、煮練都是在強堿高溫下進行的,漂白時還要用到次氯酸鈉漂白,這種方法雖然能使織物獲得很好的毛效和白度、能有效的去除雜質(zhì),但這種堿退漿、煮練過程需要消耗大量的化學(xué)藥劑、能量、水以及需要較長的時間,而且氯漂會產(chǎn)生氯氣對環(huán)境造成污染,目前已不提倡使用。生物酶是一種高效的、專一的生物催化劑,用于染整加工具有很大的優(yōu)越性,生物酶無毒無害,對環(huán)境無污染,處理條件溫和,用量較少,作為一種催化劑它可以反復(fù)使用直到活性失去,采用生物酶處理后的廢水可以進行生物降解。本文利用生物酶對亞麻/棉混紡織物的前處理工藝進行了研究。

  1實驗準備

  1.I實驗材料

  試樣:亞麻/棉混紡織物(混紡比55/45,53texx53tex)。

  試劑:α-淀粉酶2000L(上海雅運紡織助劑有限公司);復(fù)合酶301L(諾維信公司)。

  1.2主要實驗儀器

  樹脂尬車,高溫高壓汽蒸箱,LCK-800紡織毛細效應(yīng)測試儀,WSD-III全自動白度儀,YG065N型電子織物強力試驗儀,PHB一4型酸堿pH計,水浴鍋等。

  1.3實驗方法

  1.3.1退漿:洳淀粉酶2000L2~6g/L,JFC1g/L,時間30~120min,溫度40~90℃,pH7。

  工藝流程:按實驗處方配置工作液(中性)→加熱處理→熱水洗→冷水洗→晾干。

  1.3.2煮練:復(fù)合酶301L5~10g/L,JFC5g/L,時間4~20h,溫度室溫,pH中性。

  工藝流程:按實驗處方配置工作液(中性)→加熱至55℃浸布→二浸二軋(帶液率100%)→室溫堆置→熱水洗→冷水洗→晾干。

  1.3.3漂前處理:EDTA1~9g/L,K2S2O 80~8g/L,尿素10g/L,JFC5g/L,汽蒸100℃,時間60min。

  工藝流程:按實驗處方配置工作液→二浸二軋(生物酶退漿、煮練后的布帶液率50%)→汽蒸1h→熱水洗→冷水洗→晾干。

  1.3.4氧漂:30%H202 30g/L,Na2Si03 15g/L,pH值10.5~11(用NaOH溶液調(diào)節(jié)),JFC5g/L,尿素10g/L,浴比1:30,溫度90℃,時間60min。

  工藝流程:按實驗處方配置工作液(堿性)→加熱至90℃浸布→浸漬1h→熱水洗→冷水洗→晾干。

  1.4測試方法

  1.4.1退漿效果:用碘一碘化鉀試液點滴法。在退漿后的織物樣品上滴幾滴碘一碘化鉀試液,如試液呈淺黃色,表示漿料已退凈,如呈藍色,表示織物上還殘留漿料。將退漿效果分為四個等級:優(yōu)(無殘留漿料)、良(很少殘留漿料)、中(少量殘留漿料)、差(較多殘留漿料)。

  1.4.2潤濕性(毛效):取煮練前后試樣兩條,尺寸為25cmx4cm(經(jīng)×緯),在水槽中加入0.5%的重鉻酸鉀的水溶液至水位線,使試樣基線和標尺零位與水位線重合,經(jīng)過30min,立刻量取每條試樣的液體上升高度。若液體上升高度參差不齊,應(yīng)量取最低點并記錄,以兩條試樣毛細效應(yīng)的平均值作為試樣的毛效值。

  1.4.3退漿率的測定:用失重法測定,計算公式如下:

  式中:G一退漿前布重g;G’一退漿后布重g;

  A一試樣的回潮率%。

  1.4.4白度(CIE86):將烘干平衡后的織物疊成4層,在WSD—III型白度儀上測試。每一試樣需在不同部位保持經(jīng)緯方向一定的情況下,測定3次,取平均值。

  1.4.5斷裂強力:織物斷裂強力的測定按國標GB/T3923.1—1997中《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂伸長的測定條樣法》進行織物測試,本實驗用YG065N型電子織物強力試驗儀,布樣(5cmx35cm),鉗口間距為20cm。

  2結(jié)果與討論

  2.1亞麻/棉混紡織物的退漿工藝

  2.1.1時間的影響(見圖1)

  圖1 時間對亞麻/棉混紡織物退漿效果的影響

  亞麻/棉混紡織物的雜質(zhì)與純棉坯布相比,除含有果膠物質(zhì)、蠟狀物質(zhì)、蛋白質(zhì)和灰分以外,另外還含有麻皮、麻屑等雜質(zhì)。所以為了獲得較好的退漿效果,利于后續(xù)工藝的順利進行,可以適當延長退漿時間,使淀粉酶對漿料分解充分?梢詮膱D1看出,亞麻/棉混紡織物的最佳效果是90min的時候,失重率最高,退漿效果較好,浸漬的時間繼續(xù)延長失重率并無明顯的上升。

  2.1.2溫度的影響(見圖2)

  圖2溫度對亞麻/棉混紡織物退漿效果的影響

  酶對溫度的影響很敏感,溫度過高會導(dǎo)致酶的失活,從而影響退漿的效果:溫度過低又不能充分發(fā)揮酶的高效性,因此選擇合適的溫度顯得很重要。從圖2可以看到,40~80℃這范圍內(nèi)酶的活力一直保持上升的狀態(tài),到80℃時達到最高。退漿效果最好。當溫度繼續(xù)升高后,酶的活力下降,退漿效果開始下降。

  2.1.3酶濃度的影響(見圖3)

  當處理織物質(zhì)量一定時,酶的濃度很小,底物濃度相對很大,失重率的大小與酶的用量呈正比,即圖中酶的用量在一定的范圍內(nèi)變化明顯,但也只限于一定范圍內(nèi),當酶的濃度超過一定量,再增加酶的濃度,失重率反而會下降。這主要是因為隨著反應(yīng)的進行,影響酶退漿效果的因素不只局限于酶的濃度,而與時間、滲透劑等的作用有關(guān)。

  圖3酶的用量對亞麻/棉混紡織物退漿效果的影響

  2.2亞麻/棉混紡織物的煮練工藝

  2.2.1時間的影響(見圖4)

  圖4時間對亞麻/棉混紡織物煮練效果的影響

  亞麻/棉混紡織物的雜質(zhì)與純棉坯布相比含量差異很大,另外亞麻纖維上含有大量的木質(zhì)素,難以去除。所以它的處理時間和純棉坯布有所不同。由圖4可以看出,當堆置時間達到8h,這時煮練酶與織物充分反應(yīng),毛效最好。隨著時間的延長,毛效無明顯的變化。

  2.2.2酶濃度的影響(見圖5)

  圖5酶的用量對亞麻/棉紡織物煮練效果的影響

  亞麻/棉混紡織物的雜質(zhì)由于木質(zhì)素、果膠物質(zhì)等雜質(zhì)的含量比較高,生物酶使纖維表面的纖維素伴生物分解,同時使果膠呈游離狀態(tài),達到去雜的效果。從圖5可以清楚看出,當酶的用量在8g/L的范圍時煮練效果最好。

  2.3亞麻/棉混紡織物的漂前處理

  2.3.1EDTA濃度對白度的影響(見圖6)

  圖6 EDTA濃度對白度的影響

  從圖6中結(jié)果不難看出當其它條件相同時,隨EDTA濃度的提高,處理后織物的白度值有所增加。當其濃度在4~5g/L的范圍內(nèi)白度明顯增加。表明EDTA可將纖維上起絡(luò)合作用的金屬離子鰲合出去,從而會有相當一部分的果膠和木質(zhì)素隨之去除。

  2.3.2過硫酸鉀濃度對白度的影響(見圖7)

  圖7過硫酸鉀濃度對白度的影響

  過硫酸鉀是一種強氧化劑,能與果膠、蠟質(zhì)、含氮物質(zhì)中的雙鍵發(fā)生反應(yīng),破壞結(jié)構(gòu),有助于除雜、提高毛效和有利于織物的漂白,過硫酸鉀也會造成纖維的損傷,其濃度不應(yīng)過高。從圖7可以看出加入2g/L的過硫酸鉀效果最好,而且濃度又不高,所以選用2g/L來作為最佳的參數(shù)。

  2.4傳統(tǒng)前處理和生物酶前處理效果對比(見表1、2、3)

  表1亞麻/棉混紡織物的退漿

  從表1中可看出,傳統(tǒng)堿退漿處理后織物的失重率比酶退漿的織物高出很多?赡苁且驗槊傅膶R恍裕渲荒軐Φ矸蹪{料起作用,而傳統(tǒng)的強堿處理可以去掉包括淀粉和PVA漿料在內(nèi)的很多雜質(zhì),所以失重率會提高很多。

  表2亞麻/棉混紡織物的煮練

  從表2中可看出,傳統(tǒng)的堿煮練與酶煮練相比,兩者的毛效和強力無明顯的差別,但由于亞麻中含有大量的木質(zhì)素,傳統(tǒng)的處理很難除盡,但經(jīng)過酶處理,由于酶的高效性和專一性去除的木質(zhì)素比傳統(tǒng)的多,所以通過目測發(fā)現(xiàn)經(jīng)過酶煮練后的織物麻皮的去除效果比較明顯。

  表3 亞麻/棉混紡織物的漂白

  距麻/棉混紡織物經(jīng)過漂前處理后,白度明顯比傳統(tǒng)的提高很多,但強力也下降很多?赡苁且驗镋DTA可將纖維上起絡(luò)合作用的金屬離子鰲合出去,從而會有相當一部分的果膠和木質(zhì)素隨之去除,可以提高白度。過硫酸鉀是一種強氧化劑,也能與果膠、蠟質(zhì)、含氮物質(zhì)中的雙鍵發(fā)生反應(yīng),破壞結(jié)構(gòu),有助于除雜、提高毛效和漂白,但過硫酸鉀也會造成纖維的損傷,其濃度不應(yīng)過高。經(jīng)過過硫酸鉀和雙氧水兩者的作用,可能使織物強力下降很多,所以有待進一步研究。

  3結(jié)語

  3.1利用生物酶對纖維素織物進行前處理可以在常溫、中性條件下進行處理,反應(yīng)條件比較溫和,不必在高溫、強堿條件下處理,另外利用生物酶處理后,廢水可以進行生物降解,對環(huán)境無污染。

  3.2生物酶對纖維素織物的煮練選用的是冷軋堆工藝。這個工藝可以大大減少人力、物力的投入,節(jié)約能耗,有利于企業(yè)提高經(jīng)濟效益。

  3.3鰲合劑(EDTA)和強氧化劑(過硫酸鉀)組成的漂前處理,不但能提高織物的白度毛效,而且省去氯漂工序,產(chǎn)生的廢水,不污染環(huán)境。但織物強力損失較大,有待于進一步研究。

來源:印染在線

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