孫 瑤 顧東雅

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

0 前言

菠蘿纖維是菠蘿葉脈(俗稱菠蘿刈)去其兩側(cè)銳刺及膠質(zhì)后取出的纖維[1]，可純紡或與其他天然纖維、化學(xué)纖維等混紡，菠蘿纖維與棉、羊毛、蠶絲、大豆蛋白纖維、滌綸、腈綸、丙綸等纖維均有較好的混紡性[2]。

菠蘿纖維和棉同屬于天然纖維素纖維[3]，混紡織物中含雜質(zhì)較多，傳統(tǒng)的前處理是采用高溫強(qiáng)堿進(jìn)行處理，使得該織物易折皺，易受到損傷，傳統(tǒng)前處理所需時(shí)間長(zhǎng)，采用煮練和漂白二步處理操作過程略顯復(fù)雜，水、電、汽消耗大，而且廢堿液排放時(shí)造成了大量的環(huán)境污染，污水處理負(fù)擔(dān)非常嚴(yán)重，本文主要采用生物復(fù)合酶[4]對(duì)混紡針織物進(jìn)行前處理，通過各影響因素的單因素試驗(yàn)，確定最佳的前處理工藝條件。

1 試驗(yàn)

1.1 材料、藥品

30%菠蘿纖維/70%棉混紡針織物(市售)，滲透劑JFC（工業(yè)級(jí)，上海天壇助劑有限公司），果膠酶 （工業(yè)級(jí)，棗莊市杰諾生物酶有限公司），纖維素酶（工業(yè)級(jí)，棗莊市杰諾生物酶有限公司），硅酸鈉（分析純），30%雙氧水（化學(xué)純，常州中鹽化工股份有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004 AEU-810電光天平 （上海精科天平儀器廠），101A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 （南通三思機(jī)電科技有限公司），HHS-6電熱水浴鍋（南通三思機(jī)電科技有限公司），DSDB-1數(shù)字白度儀（南通三思機(jī)電科技有限公司），YG871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀（南通三思機(jī)電科技有限公司），HD031E型電子織物破裂強(qiáng)力儀（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生物酶處理工藝處方

果膠酶 X g/L

纖維素酶 Y g/L

30%雙氧水 Z g/L

硅酸鈉 2g/L

滲透劑JFC 2g/L

浴比 1：30

pH值 z

溫度 x℃

時(shí)間 y min

1.3.2 生物酶處理工藝曲線

1.4 性能測(cè)試

1.4.1 織物毛效的測(cè)試

織物的毛效參照FZT 01071-1999《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》在YG871型毛細(xì)管效應(yīng)測(cè)定儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試3條試樣取平均值。

1.4.2 白度的測(cè)試

織物的白度參照GB/T8425-1987《紡織品白度的儀器測(cè)定方法》在DSDB-1數(shù)字白度儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)5次取平均值。

1.4.3 織物頂破強(qiáng)力的測(cè)試

織物的頂破強(qiáng)力參照GB/T19976-2005《紡織品頂破強(qiáng)力的測(cè)定鋼球法》在HD031E型電子織物破裂強(qiáng)力儀上進(jìn)行測(cè)定，測(cè)3次取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 酶用量的確定

按照1.3的試驗(yàn)方法，在雙氧水用量為7g/L，練漂溫度為80℃，時(shí)間為50min，pH值為8.5的條件下，改變酶用量對(duì)混紡針織物進(jìn)行處理，測(cè)定處理后織物的毛效、白度、頂破強(qiáng)力，結(jié)果列于表1。

表1 酶用量對(duì)織物性能的影響

從表1中可知，在果膠酶和纖維素酶的共同作用下，酶有效的分解去除了織物上的雜質(zhì)，使得白度和毛效得到提高，隨著復(fù)合酶用量的變化，白度和毛效發(fā)生了明顯變化，當(dāng)果膠酶的用量為0.5g/L，纖維素酶用量為1.5g/L時(shí)，織物的白度和毛效達(dá)最好，分別為75.6%、8.5cm·(30min)-1，且強(qiáng)力損失不大。在果膠酶和纖維素酶其他用量的復(fù)配下，白度和毛效都不是很明顯，經(jīng)過多次復(fù)配嘗試，得出果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量為1.5g/L。

2.2 雙氧水用量的確定

按照1.3的試驗(yàn)方法，在果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量1.5g/L，練漂溫度為80℃，時(shí)間為50min，pH值為8.5的條件下，改變雙氧水用量對(duì)混紡針織物進(jìn)行處理，測(cè)定處理后織物的毛效、白度、頂破強(qiáng)力，結(jié)果列于表2。

表2 雙氧水用量對(duì)織物性能的影響

從表2中可知：隨著雙氧水用量的增加，織物白度和毛效不斷提高，雙氧水的用量達(dá)到8g/L時(shí)，白度值達(dá)到76.9%，毛效為8.8cm·(30min)-1，雙氧水用量大于8g/L時(shí)，白度和毛效變化不明顯。雙氧水用量適宜時(shí)雜質(zhì)氧化溶解，而雙氧水用量超過一定值以后，對(duì)雜質(zhì)的去除作用減小，白度和毛效提高也不明顯，而且雙氧水過量時(shí)反而會(huì)對(duì)纖維造成潛在的損傷。綜合考慮雙氧水選用8g/L。

2.3 pH的確定

按照1.3的試驗(yàn)方法，果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量1.5g/L，30%雙氧水8g/L，80℃練漂50min，變化pH值的條件下對(duì)混紡針織物進(jìn)行前處理，測(cè)定處理后織物的毛效、白度、頂破強(qiáng)力，結(jié)果列于表3。

表3 pH值變化的影響

pH值的變化會(huì)影響酶與底物的結(jié)合，酶只有在一定的pH值范圍內(nèi)才穩(wěn)定，否則易變性失活。每種酶都有它最適宜的pH值，在一定的pH值下才能達(dá)到其活力的最大值。從表3中可知：織物的白度和毛效都隨著pH值的增大而增大，當(dāng)pH為9，織物的白度達(dá)到76.1%，毛效8.6cm·(30min)-1，當(dāng)pH＞9時(shí)，不僅白度和毛效下降，而且織物受到較大損傷。綜合考慮選用pH為9比較適宜。

2.4 練漂溫度的確定

按照1.3的試驗(yàn)方法，在果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量1.5g/L，雙氧水用量為8g/L，pH值為9，練漂時(shí)間為50min的條件下，改變溫度對(duì)混紡針織物進(jìn)行處理，測(cè)定處理后織物的毛效、白度、頂破強(qiáng)力，結(jié)果列于表4。

表4 練漂溫度對(duì)織物性能的影響

由表4可知，隨著溫度的升高，織物的毛效和白度逐漸增大，當(dāng)溫度高于80℃時(shí)，織物的毛效和白度變化不明顯，由于70～80℃范圍內(nèi)酶的活性較大，溫度再升高使得酶的活性受到影響，不僅對(duì)織物毛效和白度提高作用不大，而且使纖維受到較大的損傷。綜合考慮選用溫度為80℃。

2.5 練漂時(shí)間的確定

按照1.3的試驗(yàn)方法，在果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量1.5g/L，雙氧水用量為8g/L，pH值為9，練漂溫度為80℃的條件下，改變時(shí)間對(duì)混紡針織物進(jìn)行處理，測(cè)定處理后織物的毛效、白度、頂破強(qiáng)力，結(jié)果列于表5。

表5 練漂時(shí)間對(duì)織物性能的影響

由表5可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酶能較好的與雙氧水充分發(fā)揮協(xié)同作用，雜質(zhì)的去除也很徹底，當(dāng)時(shí)間大于60min時(shí)，時(shí)間對(duì)織物的毛效和白度的影響不大，但纖維素卻水解成了可溶性物質(zhì)，使得頂破強(qiáng)力受損明顯。綜合考慮選用時(shí)間為60min。

3 結(jié)論

最終確定最佳的處理工藝條件：果膠酶用量為0.5g/L，纖維素酶用量1.5g/L，雙氧水用量8g/L，溫度為80℃，時(shí)間為60min。在此工藝條件下進(jìn)行多次練漂處理后混紡織物的平均毛效為8.6cm·(30min)-1，白度為77.4%，頂破強(qiáng)力為350.1N。生物酶前處理工藝是一種高效清潔化生產(chǎn)工藝，符合生態(tài)環(huán)保要求，具有節(jié)能降耗、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)織物損傷較小。

［1］張勁,鄧干然,周建南.菲律賓熱帶作物纖維的開發(fā)利用[J].技術(shù)推廣,2006,6：25.

［2］竇明池,姜亞明.幾種新型天然纖維的性能分析與開發(fā)應(yīng)用[J].中國(guó)麻業(yè),2006(1)：41-44.

［3］郭肖青,朱平,王新.海藻纖維的制備及其應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報(bào),2006(7)：45-46.

［4］郭愛蓮.菠蘿葉纖維的性能及應(yīng)用[J].山東紡織科技,2005(6)：49-51.

［5］王宏,王莉.生物酶應(yīng)用于棉/麻混紡織物前處理的研究[J].上海紡織科技,2005(6)：12-13.