CN102605629B - 一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，属于纺织印染技术领域。本发明采用以下工艺：(1)用阳离子改性剂处理纯棉织物，改变织物电性质；(2)将织物进行皂洗处理，去除未与纤维反应的改性剂分子；(3)将织物充分水洗，进一步去除未反应改性剂及残留的皂洗剂分子；(4)将织物浸入纤维素酶处理浴中，完成纤维素酶分子对纯棉织物的吸附。本发明通过阳离子改性改变纯棉织物电性质，使纯棉织物与纤维素酶分子之间的静电排斥力转化为吸引力，从而提高纤维素酶在纯棉织物上的吸附量。

Description

一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法
技术领域
本发明涉及一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，属于纺织印染技术领域。
背景技术
近年来，污染及能源问题日益为人们所重视，促进了生物酶开发应用技术的迅猛发展。目前，纤维素酶已经成为用量最大的纺织酶制剂，广泛应用于纯棉织物柔软整理、抛光整理和生物水洗等领域。纤维素酶是催化水解纤维素的酶的总称，主要由三种不同性质的酶组成，即内切葡聚糖酶，外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶，三者协同对纤维素起水解催化作用。
在利用纤维素酶对纯棉织物进行的各类加工过程中，溶液中的游离纤维素酶首先通过动力边界层和扩散边界层而被纯棉织物吸附至表面并形成有效结合，然后才能有效发挥其催化活性。但是，纤维素酶与纯棉织物的结合性能受二者表面电性质的影响显著。纯棉纤维大分子是由葡萄糖剩基通过β-1，4苷键连接而成的，其自身会带有少量的负电荷，当经过煮练、漂白等前处理加工后，分子链上会产生部分羧基，使其所带负电荷明显增加。另一方面，纤维素酶分子作为一种两性分子，其电性随所处环境pH值的改变而发生变化。目前，工业上利用纤维素酶处理纯棉织物时一般都是在近中性(pH 6.0-7.5)的条件下进行，高于纤维素酶蛋白分子的等电点，因此纤维素酶分子整体上也会带一定数量的负电荷。由上所述，加工过程中溶液中的纯棉织物和纤维素酶都呈现负电性，二者之间有较强的电荷排斥力，导致纤维素酶在纯棉织物上的吸附量较低，催化效率也不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，采用将纯棉织物进行阳离子改性的方法改变电性质，克服纤维素酶与纯棉织物之间的电荷斥力从而提高纤维素酶的吸附量。
本发明包括下述步骤：
(1)用阳离子改性剂处理纯棉织物，处理条件为：阳离子改性剂7-12％owf，温度85-95℃，pH 10.5-11，时间15-20min，浴比1∶15；
(2)将织物取出后迅速离心脱水，使布面带液率控制在80-100％，然后进行皂洗处理，处理条件为：皂洗剂1-3％owf，温度95-100℃，时间15min；浴比1∶15；
(3)皂洗完成后再将织物经80℃温水洗两次，30℃温水洗一次，每次洗涤时间5min，浴比都为1∶15，然后将织物取出离心脱水并于100℃烘干；
(4)将烘干后织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，处理条件为：纤维素酶用量1-5％owf，温度50-55℃，pH 6.0-7.5，时间30-40min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在80-100％，然后于100℃下烘干。
所用纯棉织物必须已经经过充分的前处理，去除棉纤维自身所带的各种天然杂质以及在织造过程所引入的外来杂质。本发明所用的阳离子改性剂为印染行业常规的带有环氧反应基团的阳离子改性剂，可在碱性条件下与纯棉织物形成共价结合，从而引入永久性的正电荷。阳离子改性后，必须对织物进行充分的皂洗以去除未与之反应的游离改性剂分子，以免在后续纤维素酶处理过程中发生脱落，导致溶液中的纤维素酶分子发生变性失活。皂洗剂为印染行业常规的非离子型皂洗剂，皂洗温度应保持95-100℃，皂洗时间15min。皂洗完成后将织物再经80℃温水洗两次，30℃温水洗一次，每次洗涤时间5min，进一步去除阳离子改性剂和残留的皂洗剂。纤维素酶为印染行业常规的抛光或柔软整理用中性纤维素酶，最佳应用pH范围在6.0-7.5之间，浴比可采取1∶15，能满足处理织物自由流动的需要，保证处理的均匀性。纤维素酶处理时间30-40min，保证纤维素酶分子在纯棉织物上的吸附达到动态平衡。纤维素酶吸附过程完成后，将织物取出用离心机离心脱水，使布面带液率控制在80-100％，然后将织物在100℃温度下均匀烘干，可以采用转筒式烘干设备。
本发明提供一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，通过对棉织物进行阳离子改性改变纯棉织物表面电性，使纯棉织物和纤维素酶分子之间的静电斥力转变为相异电荷的吸引力，从而提高纤维素酶分子在纯棉织物上的吸附量。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。
实施例1
采用以下步骤实施纤维素酶对纯棉织物的吸附：
(1)用阳离子改性剂处理纯棉织物，处理条件为：阳离子改性剂7％owf，温度90℃，pH 10.5，时间15min，浴比1∶15；
(2)将织物取出后迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后进行皂洗处理，处理条件为：皂洗剂1％owf，温度98℃，时间15min，浴比1∶15；
(3)皂洗完成后再将织物经80℃温水洗两次，30℃温水洗一次，每次洗涤时间5min，浴比都为1∶15，然后将织物取出离心脱水并于100℃烘干；
(4)将烘干后织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，处理条件为：纤维素酶用量2％owf，温度50℃，pH 6.5，时间30min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后于100℃下烘干。
测试上述纤维素酶在纯棉织物上的吸附量，结果见表1。
对比例1
将未经阳离子改性处理的纯棉织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，吸附条件与实施例1一致，即为：纤维素酶用量2％owf，温度50℃，pH 6.5，时间30min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后于100℃下烘干。
测试上述纤维素酶在纯棉织物上的吸附量，结果见表1。
实施例2
采用以下步骤实施纤维素酶对纯棉织物的吸附：
(1)用阳离子改性剂处理纯棉织物，处理条件为：阳离子改性剂12％owf，温度92℃，pH 11，时间20min，浴比1∶15；
(2)将织物取出后迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后进行皂洗处理，处理条件为：皂洗剂3％owf，温度98℃，时间15min；浴比1∶15；
(3)皂洗完成后再将织物经80℃温水洗两次，30℃温水洗一次，每次洗涤时间5min，浴比都为1∶15；然后将织物取出离心脱水并于100℃烘干；
(4)将烘干后织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，处理条件为：纤维素酶用量5％owf，温度50℃，pH 6.5，时间40min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后于100℃下烘干。
测试上述纤维素酶在纯棉织物上的吸附量，结果见表1。
对比例2
将未经阳离子改性处理的纯棉织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，吸附条件与实施例2一致，即为：纤维素酶用量5％owf，温度50℃，pH 6.5，时间40min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在90％，然后于100℃下烘干。
测试上述纤维素酶在纯棉织物上的吸附量，结果见表1。
表1  纤维素酶在纯棉织物上的吸附量
  样品   吸附量(mg/g)
  实施例1   3.6
  对比例1   2.1
  实施例2   7.4
  对比例2   3.2

Claims (2)

1.一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，其特征在于采用以下工艺：
(1)用带有环氧反应基团的阳离子改性剂处理纯棉织物，处理条件为：阳离子改性剂7-12％o.w.f，温度85-95℃，pH10.5-11，时间15-20min，浴比1∶15；
(2)将织物取出后迅速离心脱水，使布面带液率控制在80-100％，然后进行皂洗处理，处理条件为：皂洗剂1-3％o.w.f，温度95-100℃，时间15min；浴比1∶15；
(3)皂洗完成后再将织物经80℃温水洗两次，30℃温水洗一次，每次洗涤时间5min，浴比都为1∶15，然后将织物取出离心脱水并于100℃烘干；
(4)将烘干后织物浸入纤维素酶处理浴中进行吸附，所述纤维素酶为抛光或柔软整理用中性纤维素酶，处理条件为：纤维素酶用量1-5％o.w.f，温度50-55℃，pH6.0-7.5，时间30-40min，浴比1∶15，处理完成后，将织物取出迅速离心脱水，使布面带液率控制在80-100％，然后于100℃下烘干。
2.根据权利要求1所述的一种提高纤维素酶在纯棉织物上吸附量的方法，其特征是所用皂洗剂为印染行业常规的非离子型皂洗剂。
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