酶在纺织品染整加工中的应用

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摘 要：生物酶制剂经过科学家一个多世纪的研究，已被认知达3000多种，酶应用的现状酶的种类很多，但目前在纺织印染加工中使用较广泛的酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化酶、漆酶和葡萄糖氧化酶。本文主要论述纤维素酶和淀粉酶在纺织品及染整加工过程中应用及发展。

关键词：酶 纺织品 染整 应用

1、纤维素酶

1.1 纤维素酶的定义

纤维素酶是纤维素是由各种不同催化特性的酶组成的多组分的酶体系。一般认为，纤维酶主要由CBIⅠ、CBHⅡ和葡萄糖苷酶组成的，这些酶在纤维素水解过程中具有协同作用。纤维素酶正式应用于纺织品化学加工中已有20多年历史。

1.2 纤维素酶在纺织品染整加工中的作用

纤维素酶在纺织品染整加工中所起到的主要是水解作用，纤维 素酶的水解是固液多相反应，首先纤维素酶扩散到纤维表面或内部，吸附到纤维底物上，而进一步发生水解反应。

1.3 纤维素酶在生物抛光整理中的应用原理

生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺，以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。天然纤维素的结构复杂，结晶度高，在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体，仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维，经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。与传统的加工方法比，生物抛光有如下优点：织物表面更光洁无茸毛；织物表面显得更加均匀；减少起毛起球的趋向；增加悬垂性并具滑爽手感；处理的织物更具有环保意义。经过生物抛光处理的织物还有诸多优点：穿着洗涤不易起球，染色鲜艳，保色保新时间长，尤其对印花织物效果更好。

1.4 纤维素酶在牛仔裤加工中作用

纤维素酶还应用于牛仔裤产品的洗涤加工，代替石洗加工工艺。最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上，以获得与石磨相同的染料脱色，洗白等褪色防旧效果。这种加工的原理是，首先将牛仔服装上的浆料充分去除，充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用；纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解，造成纤维在洗涤时发生脱落，在纤维素酶处理时，牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦，加速服装表面纤维的脱落，并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除，产生石磨洗涤的效果，并具有独特的外观和柔软的手感。目前应用的纤维素酶大多为中性或酸性纤维素酶。纤维素酶用于牛仔服装水洗石磨加工，加工后的服装雪花点多、立体感强、色光好；与传统的石磨工艺相比，酶洗工艺条件温和，耗能降低，减少了服装和设备的磨损，水洗效率高；与传统的化学助剂整理工艺相比，酶洗工艺大大减少了污水排放，有利于环境保护。

2、淀粉酶

2.1 淀粉酶的定义

淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，主要应用与退浆，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、减法更柔软，且不损伤纤维。用淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，在目前的生产工艺中，仍旧是去除淀粉浆料的重要方法。只不过现在应用的淀粉酶的工艺水平向高温高效方向发展，最高温度可达115℃，加工时间最短只有十几秒钟。现在的高温淀粉酶不但可以提高退浆效率，还可以同时去除混合浆料中的PVA等化学浆料。

2.2 淀粉酶的种类及其作用

（1）种类：淀粉酶的种类按作用方式可分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等。

（2）作用：α-淀粉酶属于内切型淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1，4 苷键，最终水解产物为葡萄糖、麦芽糖和低聚糖，能快速降低淀粉的粘度，是最重要的一类淀粉酶。如淀粉酶应用于棉织物的退浆。传统的棉织物退浆工业应用氧化剂、酸等退浆剂，这就产生了一个缺点：退浆剂在与淀粉作用的同时，也会与纤维素发生作用，并降低织物的强力。如果控制不当，甚至会引起织物全部降解。酶能够发生选择性反应并把淀粉转化到可溶状态。淀粉酶能够完全破坏淀粉，同时又不损伤纤维素，这是淀粉酶退浆的一个非常突出的优点。淀粉酶退浆工艺分为浸渍、保温处理和水洗三个阶段。浸渍阶段：这个阶段包括织物吸收酶溶液，使浆料凝胶化。其主要目的是使织物被酶溶液充分润湿，充分保持酶的稳定性，使浆料凝胶化。为使织物充分地被酶溶液润湿，可在70℃或更高温.。目前退浆用的淀粉酶都是α-淀粉酶。不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适反应温度。α-淀粉酶的淀粉改性剂使得淀粉在调浆过程中降解和简单变性.故可部分取代PVA对纯棉、涤棉等织物上浆，大大降低了上浆成本，减少环境污染，并顺应厂找国今后新型浆料的发展方向：“高质量、多功能、少组分、系列化、少用或不用PVA”。另外，近年来，α-淀粉酶还被用于变性淀粉生产中的淀粉预处理工艺中。实现淀粉在变性前被降解，提高变性效率，制得r高浓低粘的高质量的变性淀粉浆料。

3、结语

生物酶处理具有环保、节能、高效等特点，符合可持续发展的要求，有利于绿色纺织、绿色染整，在纺织中具有广阔的发展前景。酶在纤维改性加工中不仅要求高效，而且要求对纤维的损伤小，因此开发纺织专用酶和降低酶制剂成本成为今后纤生物酶研究和开发的重要方向。