生物催化剂在染整加工中的应用

发布时间: 2014-03-03 15:56 作者: 浏览次数: 557次 字号:

生物酶是一种对环境友好的生物催化剂,具有较大优越性。如反应速度快,处理条件洳温度,pH值销较温和,操作安全易控制和可取代强碱等化学品。生物酶仅对特定的底物起作用,对基质损伤小,处理产生的废水可生物降解,降低水及能源的消耗。

经过科学家—个多世纪的研究,通常认为已知的酶达3000多种。生物酶在纺织工业中的应用,最初是将仅淀粉酶应用于棉织物的退浆工艺,后来发展到纤维素酶应用于牛仔布水洗和生物抛光工艺,如今又发展到果胶酶的生物精练技术,双氧水酶的催化分解技术,蛋白酶在蚕丝和羊毛纤维上的应用等。

目前在纺织中应用生物酶的技术范围较广,已在纤维改性,真丝脱胶,原麻(苎麻、亚麻、红麻)脱胶,染整的退浆、精练、整理和净洗加工,纺织印染的废水处理以及服装的成衣加工等方面有所应用。生物酶技术在改进染整加工工艺、节约能耗、减少环境污染、提高产品质量、增加附加值和开发新型原料的产品等方面都具有独特的优势。

目前在纺织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、葡萄糖氧化酶八类。

在纺织品精加工中开发生物酶的新用途,开发低能耗的生物酶净洗剂,在纺织加工中采用各种生物酶处理以取代粗放式、高能耗、重污染的化学处理工艺,是国外助剂行业和印染加工行业的技术发展趋势。

目前国内各印染厂采用较多的有丹麦诺维信公司和美国杰能科公司生产的淀粉酶、纤维素酶、双氧水酶、蛋白酶和碱陛果胶酶等。国内也有不少化工企业研制开发了部分生物酶品种,如上海永光化工贸易公司开发的SKD系列煮练酶伪基因改性生物复合酶制剂),可适用于不同类型纺织品的前处理领域;上海市纺织科学研究院研制开发的生物酶制剂清棉师Sco-lase100T由生物复合酶和螯合分散剂复合而成。但总的看来,国内品种单一,应用效果不够理想。

酶制剂的发展速度很快,随着生物工程和转基因技术在酶制剂工业的应用,可以将酶进行改性和基因重组,从而获得预期效果的酶制剂。例如将耐温的DNA编码到淀粉酶中,便可使酶在高温下使用。酶制剂的催化反应专一性排除了副反应的发生,酶的催化速率很快,比普通的化学反应快10亿倍,分解物也比较筒单,容易从织物上除去,节约洗涤用水,这些优点决定了它在染整加工中受到青睐。酶制剂在染整工业中的应用领域在不断扩大,如退浆,煮练,漂白,纤维抛光,羊毛防起毛起球,羊毛脱鳞,牛仔服的石磨,丝的脱胶,将来还可用于羊毛及丝绸的染色,以及染前的脱脂等,关键是选用最合适的酶制剂。目前,需要进一步解决的关键技术包括:

1、新型酶在纺织加工中的应用。目前研究人员正在研究新的酶种,通过筛选具有某种功能的菌种,进行基因改性成为高性能酶剂或通过克隆、转基因或基因工程菌,制出新酶种,或根据化学生物结构和酶学原理定向合成新型酶剂等。这些新型酶剂成为仿酶,目前较成功的酶包括PvA分解酶、涤纶分解酶、分解锦纶寡聚物的基因工程菌、合成酶等。

2、应用无环境污染的蛋白酶对绵羊绒的鳞片表面进行适当程度的催化水解和细化处理,结合聚氨酯和柔软剂的整理技术使绵羊绒的手感和品质达到或接近山羊绒。将聚氨酯和氨基硅油柔软剂配合使用,研究它们的协同作用效果。研究绵羊绒的氧化前处理对蛋白酶催化水解绵羊绒角质层的作用和影响程度,探索出合理的前处理方法和工艺。3、研究纤维素酶对纤维素纤维结构和性能影响。针对纤维素酶在实际应用中整理效果重现性差、纤维强力损失较大、对纤维素纤维作用的机理还不十分清楚以及测定纤维素酶活力的方法还不能很好地预测实际处理效果等问题,建立纤维素酶活力测定方法。研究不同活力的酶处理后的纤维结构与性能变化,探讨影响酶处理效果的外部因素。

4、研究化纤的酶改性:利用腈纶水解酶、腈纶水合酶和酰胺酶的催化作用改善腈纶纤维吸湿性差、表面电阻高及静电现象严重的缺点。利用多种脂肪酶的组合实现对聚酯的生物降解和表面改性,从而改善涤纶纤维的亲水性、保湿性,提高分散染料的上染率。研究生物酶对LyoceⅡ的改性等。

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