CN105178037A - 一种阳离子化改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法 - Google Patents

Abstract

一种阳离子改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法，属于棉织物染整加工技术领域。通过碳二亚胺的作用，制备得到四乙烯五胺(TEPA)改性的中性纤维素酶，即阳离子化改性的中性纤维素酶。因改性纤维素酶与棉织物带相反电荷，使其在棉织物上的吸附能力和催化能力得到提高，实现棉织物的高效生物抛光。通过本发明，一方面可利用生物技术替代传统的物理、化学方法对棉织物进行抛光整理，减少棉织物损伤，提高棉织物的档次和品质；另一方面可提高棉织物的中性纤维素酶抛光整理效果。<!-- 2 -->

Description

一种阳离子化改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法

技术领域

一种阳离子改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法，属于棉织物染整加工技术领域。

背景技术

棉纤维具有优良的服用性能，是一类重要的天然纺织纤维，其产品包括棉针织物、棉机织物。棉纤维的表面有很多突出的微原纤，导致织物在受到外力和外界摩擦作用下很容易起毛起球，影响织物表面的光洁度和手感。生物抛光是一种利用纤维素酶改善纤维素纤维织物表面光洁度和柔软性的整理，利用纤维素酶水解织物表面的绒毛和微原纤，使其变得脆弱，从而可以在织物与织物或者织物与设备之间的摩擦作用下从织物表面脱落。该整理可以应用于机织和针织的棉织物，并可以在纺织品湿加工的任何一个阶段进行，但大多数情况下在漂白后进行。

在利用纤维素酶对纯棉织物进行生物抛光加工过程中，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，工业上利用中性纤维素酶处理纯棉织物时一般都是在近中性(pH6.0—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。

采用酶改性方法对酶分子进行定向优化，可以使其满足某种特定要求。目前常用的酶改性方法有酶的化学修饰和固定化。酶的化学修饰是指利用化学反应引入或去除某些基团，对酶分子进行改造，改变酶分子结构，改善酶的某种性能。通常认为，只要涉及酶分子中共价键改变的反应均可归为酶的化学修饰。目前，最常见的酶的化学修饰有接枝可溶性大分子或小分子修饰、交联修饰、定点突变修饰。

本发明建立了一种阳离子化改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法。采用阳离子化合物—四乙烯五胺(TEPA)对纤维素酶进行接枝改性，利用TEPA上的氨基与酶蛋白分子中的羧基进行反应，制备出阳离子化改性中性纤维素酶。采用阳离子化改性中性纤维素酶处理棉织物时，由于酶分子带正电荷，纤维表面带负电荷，相互之间产生吸引力，使酶在纤维表面的吸附量增加，从而提高酶的催化效率，提高棉织物生物法抛光整理效果。

发明内容

本发明的目的旨在利用酶改性技术制备出一种阳离子化中性纤维素酶，增加纤维素酶与棉织物之间的吸附作用，提高酶的催化效果，实现棉织物的高效生物酶抛光。使用本发明一方面可利用生物技术替代传统的物理、化学方法对棉织物进行抛光整理，减少棉织物损伤，提高棉织物的档次和品质；另一方面可实现棉织物抛光整理的生态化加工，保护生态环境。

本发明的技术方案：

一种阳离子改性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法，其特征是通过碳二亚胺的作用，使阳离子化合物—四乙烯五胺(TEPA)中的氨基与纤维素酶中的羧基发生反应，制备得到TEPA改性的中性纤维素酶，即阳离子化改性的中性纤维素酶。由于改性后的中性纤维素酶带正电，而棉织物在中性纤维素酶处理时带负电，两者之间产生相对较强的吸引力，提高了中性纤维素酶在棉织物上的吸附能力，解决了未改性中性纤维素酶(带负电)与织物之间存在电荷斥力，影响酶催化效率的问题。中性纤维素酶在棉织物上吸附能力的提高，可以提高其对棉织物的催化能力，可提高中性纤维素酶在棉织物抛光整理中的应用前景。

本发明的主要内容为：

1、TEPA改性中性纤维素酶的制备

取一定量配制好的中性纤维素酶溶液，用pH7.2的磷酸盐缓冲液将其稀释到所需要的浓度2％V/V，向其中加入一定量的EDC(0.2％W/V)，在常温下搅拌10min，使纤维素酶分子上的羧基活化。然后向溶液中逐滴加入TEPA溶液(1％W/V)并将混合溶液置于30℃恒温振荡器反应12h，振荡器转速为60r/min。反应结束后，将未反应的TEPA透析除去，得到改性后的中性纤维素酶。

2、TEPA改性中性纤维素酶对棉织物的抛光整理

工艺流程：去离子水浸渍织物或纱线→纤维素酶处理(不同浓度纤维素酶，浴比1∶30，时间2h，温度50℃，pH6.5)→80℃失活10min→热水洗→冷水洗→烘干。

本发明的有益效果：

本发明所述的一种阳离子改性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法，可以解决未改性中性纤维素酶(带负电)与织物(带负电)之间存在电荷斥力，影响酶催化效率的问题，提高中性纤维素酶在棉织物抛光整理中的催化效率，降低成本、提高织物整理效果。

具体实施方式

实施例1

织物品种：18tex纯棉单面布(针织物)。

工艺流程：已漂白的棉针织物60℃热水处理2min→纤维素酶处理→热水洗→冷水洗→烘干。

①纤维素酶处理：纤维素酶1％(对织物重)，非离子表面活性剂润湿剂2.5g/L，pH值6.5，浴比1：20。在50℃下处理60min。

②热水洗：95-98℃热水洗涤2min。

③冷水洗：冷水洗涤5min。

④烘干：90-105℃烘干。

经未改性纤维素酶处理后，纯棉针织物减量率为1.5％，强力损失为4.2％，布面仍有大量可见绒毛。

经阳离子化改性纤维素酶处理后，纯棉针织物减量率为2.5％，强力损失为4.8％，布面光洁，基本无可见绒毛，且织物柔软性提高。

实施例2

织物品种：14.5tex×14.5tex133×72全棉府绸。

工艺流程：已漂白的棉府绸织物60℃热水处理2min→纤维素酶处理→热水洗→冷水洗→烘干。

①纤维素酶处理：纤维素酶1％(对织物重)，非离子表面活性剂润湿剂2.5g/L，pH值6.5，浴比1：20。在50℃下处理60min。

②热水洗：95-98℃热水洗涤2min。

③冷水洗：冷水洗涤5min。

⑤烘干：90-105℃烘干。

经未改性纤维素酶处理后，纯棉府绸织物减量率为1.0％，强力损失为3.5％，布面仍有大量可见绒毛。

经阳离子化改性纤维素酶处理后，纯棉针织物减量率为1.8％，强力损失为4.0％，布面光洁，基本无可见绒毛，且织物柔软性和悬垂性提高。

Claims (2)

1.一种阳离子改性中性纤维素酶进行棉织物抛光整理的方法，其特征是利用制备得到四乙烯五胺(TEPA)改性的中性纤维素酶，即阳离子化改性的中性纤维素酶，提高中性纤维素酶在棉织物上的吸附能力，解决了未改性中性纤维素酶(带负电)与织物之间存在电荷斥力，影响酶催化效率的问题。中性纤维素酶在棉织物上吸附能力的提高，可以提高其对棉织物的催化能力，可提高中性纤维素酶在棉织物抛光整理中的应用前景。

(1)TEPA改性中性纤维素酶的制备

取一定量配制好的中性纤维素酶溶液，用pH7.2的磷酸盐缓冲液将其稀释到所需要的浓度2％V/V，向其中加入一定量的EDC(0.2％W/V)，在常温下搅拌10min，使纤维素酶分子上的羧基活化。然后向溶液中逐滴加入TEPA溶液(1％W/V)并将混合溶液置于30℃恒温振荡器反应12h，振荡器转速为60r/min。反应结束后，将未反应的TEPA透析除去，得到改性后的中性纤维素酶。

(2)TEPA改性中性纤维素酶对棉织物的抛光整理

工艺流程：去离子水浸渍织物或纱线→纤维素酶处理(不同浓度纤维素酶，浴比1∶30，时间2h，温度50℃，pH6.5)→80℃失活10min→热水洗→冷水洗→烘干。

2.根据权利要求1所述的一种提高中性纤维素酶对棉织物抛光整理的效果的方法，其特征是适合于处理棉针织物和棉机织物。