- 纖維素纖維織物的染整
- 吳建華
- 8609字
- 2020-07-17 12:29:20
第二節 精練
原布經過退漿后,棉織物上大部分的漿料及小部分的天然雜質已被去除,但是殘留的漿料和大部分的天然雜質的存在使得織物色澤發黃,潤濕滲透性差。為了使后續加工順利進行,還需要對棉織物進行精練,去除織物上大部分的天然雜質與殘留的漿料以獲得潔凈的外觀和良好的吸水性。棉織物的精練效果包括織物的去雜程度、潤濕性、白度、織物的受損程度以及有無練疵等。可用油脂、蠟質殘留量的百分率來反映精練的去雜效果,一般要求殘蠟含量在0.2%左右;精練后棉織物的潤濕性常用毛細管效應來衡量;織物白度可用白度儀直接測定;織物的受損程度用銅氨溶液的流度或直接測定精練前后織物強力的變化。可同時使用這些測試指標,綜合衡量精練后棉織物半制品的質量。
一、棉纖維中纖維素共生物及棉籽殼
棉纖維的主要成分是纖維素,除纖維素外還有一定含量的天然雜質,這些雜質與纖維素共生共長,因此也稱其為纖維素共生物。纖維素共生物主要有果膠物質、含氮物質、蠟質、灰分、色素等,棉纖維中的纖維素共生物主要存在于纖維的初生胞壁中,表2-6反映了纖維素共生物在棉纖維中的分布。另外棉纖維中還有伴生物——棉籽殼,棉籽殼的存在影響了織物的外觀和手感。
表2-6 纖維素共生物在棉纖維中的分布
(一)果膠物質
果膠物質廣泛存在于自然界的植物體中,天然纖維素纖維棉和麻中均含有此類物質,棉纖維中果膠物質的含量隨棉纖維成熟度的提高而降低。成熟的棉纖維中果膠物質的含量低于1.2%,在不成熟的棉纖維中高達6%。果膠物質的主要成分是果膠酸的衍生物。果膠酸的化學組成主要是半乳糖醛酸,具有鏈狀結構:
果膠酸雖然具有大量親水性的羥基和羧基,但由于在棉纖維上的果膠物質部分是以鈣鹽、鎂鹽和甲酯的形式存在,所以它的親水性比纖維素本身要低。果膠物質對纖維的色澤和潤濕性有一定的影響,不利于纖維的染色和印花等化學加工,而且對染色制品的染色牢度也有不利影響,因此必須在前處理過程中將其去除。
(二)含氮物質
含氮物質主要是以蛋白質的形式存在于纖維的胞腔中,也有部分存在于初生胞壁和次生胞壁中。棉纖維中含氮物質的含量在0.2%~0.6%之間。纖維上若有蛋白質存在,則織物在加工或服用過程中,經過漂洗,與有效氯接觸,很容易形成氯胺,引起織物泛黃。
(三)蠟質
在棉纖維中,不溶于水而能被有機溶劑提取的物質,統稱為蠟質。含量為0.5%~1.3%,其中含有脂肪族高級一元醇,碳原子數在24~30之間。蠟質對纖維的潤濕性能有很大影響,但棉織物的潤濕性并不與蠟質的含量完全成正比。表2-7反映了在不同的堿處理條件下棉織物上蠟質含量與潤濕性的關系。
表2-7 不同的堿處理條件下棉織物上蠟質含量與潤濕性的關系
表2-7表明在不同的處理條件下,即使棉織物上的蠟質去除量基本相同,潤濕性差異仍然較大,這可能與蠟質在纖維上的分布有關。需要指出的是,少量蠟質的保留對織物的手感有利,一般要求精練后殘蠟含量在0.2%左右。
(四)灰分
成熟棉纖維的灰分含量為1%~2%,是由各種無機鹽組成的,包括硅酸、碳酸、鹽酸、硫酸及磷酸的鉀、鈉、鈣、鎂和錳鹽、氧化鐵和氧化鋁等。其中以鉀鹽和鈉鹽的含量最多,約占灰分總量的95%。
無機鹽的存在對纖維的吸水性、白度和手感有一定影響。而且某些鹽類和氧化鐵等,對于漂白劑的分解有催化作用,加速漂白劑對纖維的損傷,這對染整加工是有害的。
(五)色素
棉纖維中的有色物質稱為色素,色素影響織物的白度,可通過漂白作用被去除。
(六)棉籽殼
棉籽殼不是棉纖維的共生物。籽棉在軋花過程中,雖然棉籽殼和棉纖維得到了分離,但會有少量棉籽殼的殘片附在纖維上,影響棉織物的外觀。
棉籽殼的化學組成是木質素、單寧、纖維素、半纖維素以及其他的多糖類,除此以外,還含有少量的蛋白質、油脂和礦物質,但以木質素為主。
二、精練原理
用燒堿作為精練主要用劑目前仍然是棉織物精練的主要方法。在燒堿和其他助練劑的共同作用下,選用合適的工藝條件和加工設備,棉纖維中的大部分天然雜質可以在精練過程中被除去。精練后織物外觀潔凈,吸水性顯著提高。
精練是一個很復雜的過程,在這一過程中常同時伴隨有水解、皂化、乳化、復分解、溶解等多種作用的發生,棉纖維中雜質也正是借助于這些作用而被去除。在精練過程中,棉纖維中果膠酸的衍生物在燒堿的作用下發生水解,生成可溶性的羧酸鈉鹽,在較劇烈的條件下,還可能發生果膠大分子鏈的斷裂,大部分的果膠物質可以被溶解而除去。蠟質中的脂肪酸類物質在熱稀堿溶液中能發生皂化而溶解,經水洗后便可以去除。蠟質中其余的高級醇和碳氫化合物需要借助于助練劑如肥皂、平平加O等凈洗劑的乳化作用才能去除。棉纖維中的含氮物質,可分為兩部分:一部分為無機鹽類,如硝酯鹽或亞硝酯鹽,占含氮物質總量的15%~20%,可溶于60℃的熱水或常溫稀酸、稀堿溶液中;另一部分的主要成分為蛋白質,需要在燒堿溶液中長時間煮沸才能被去除。灰分是由各種無機鹽組成的,在棉織物的前處理中,可通過水洗和酸洗被去除。
棉籽殼中的單寧、蛋白質、油脂、礦物質和多糖類物質,能與燒堿發生化學作用,通過提高在水中的溶解度而被去除。木質素是一種比較難去除的雜質,在高溫、燒堿的作用下,可能發生結構上的分解,隨著在堿液中的溶解度增大而被去除。另外,精練液中加入亞硫酸氫鈉能使木質素形成易溶于堿的衍生物。在高溫燒堿液的長時間作用下,棉籽殼發生溶脹,變得松軟而解體,殘存的部分經過水洗和受到機械搓擦作用,從織物上脫落。在常壓燒堿汽蒸精練時,如果作用時間與溫度不夠,棉籽殼不易去除干凈,可以在漂白過程中,使木質素發生氯化、氧化作用而進一步去除。
三、精練設備與工藝
精練方式可分為連續式、半連續式和間歇式精練。連續式精練按加工時織物的不同運行狀態,又可分為繩狀和平幅精練。精練的工藝與采用不同的加工方式和使用的設備密切相關。
(一)連續式汽蒸精練
1.常壓繩狀連續汽蒸精練
經退漿后的織物,可進入常壓繩狀連續汽蒸精練聯合機進行精練。連續繩狀精練的設備生產效率高,但對一些厚密和特別薄的織物容易產生精練不勻、擦傷、折痕、緯斜等疵病,滌棉混紡織物也不適宜進行繩狀加工。
(1)常壓繩狀連續汽蒸精練聯合機。常壓繩狀連續汽蒸精練聯合機由多臺繩狀浸軋機和繩狀汽蒸容布器組成。繩狀浸軋機用來浸軋精練液和洗滌織物(軋水),主要由軋液輥、導布輥、軋液槽等構成,如圖2-5所示。通常退漿后的織物先在繩狀浸軋機(圖2-6)上浸軋熱的精練液,使由燒堿和其他助練劑組成的精練液均勻地滲透到織物內部并與纖維上的雜質發生作用。浸軋過燒堿溶液的織物進入汽蒸容布器,通過汽蒸升溫至100~102℃,并在容布器內堆置保溫60~90min,使燒堿和棉纖維上的雜質充分發生作用。汽蒸容布器是汽蒸精練的核心部分。常見的繩狀汽蒸容布器是傘柄式的,又稱“J”形箱(圖2-7)。
圖2-5 連續繩狀精練(漂白)機
1—水洗機 2—繩狀浸軋機(精練) 3—加熱裝置 4—J形箱 5—繩狀浸軋機(精練或漂白) 6—儲堿槽 7—漂白液儲槽 8—堿輸液管 9—硅酸鈉輸液管 10—過氧化氫輸液管
圖2-6 繩狀浸軋機
1—機架 2—主動軋輥 3—被動軋輥 4—小軋液輥 5—軋槽導輥 6—加壓裝置 7—軋槽 8—噴水管
圖2-7 繩狀汽蒸容布器
1—導布瓷圈 2—加熱管 3—熱分配器 4—大槽輪箱 5—往復擺動裝置 6—六角輥 7—擺布斗 8—操作臺 9—J形直箱 10—玻璃觀察窗 11—J形彎箱
傘柄式汽蒸容布器的加熱方式有兩種,一種是容布器中直接通入飽和蒸汽,稱為內加熱式。另一種是在容布器前的管形加熱器中通入飽和蒸汽,由加熱器中的加熱管小孔分散噴射到織物上,稱為外加熱式。運轉時應控制箱內織物的堆置高度,過高將影響導布,甚至會造成導布和擺布裝置的損壞,過低則不能保證足夠的堆置時間。
(2)常壓繩狀連續汽蒸精練工藝。織物經軋堿汽蒸后,必須及時地充分水洗,將已經發生溶脹和分解的雜質以及剩余的燒堿一起洗除,以獲得良好的精練效果。常壓繩狀連續汽蒸精練工藝如下:
①工藝流程。
軋堿→汽蒸→(軋堿→汽蒸)→水洗
②工藝處方與工藝條件。常壓繩狀連續汽蒸精練工藝處方與工藝條件見表2-8。
表2-8 常壓繩狀連續汽蒸精練工藝處方與工藝條件
2.常壓平幅連續汽蒸精練
常壓平幅連續汽蒸精練的工藝流程與繩狀連續汽蒸精練相似,經退漿后的織物以平幅狀態進入常壓平幅連續汽蒸精練聯合機進行精練,連續平幅精練適合于各種類型的織物的加工,加工后的半制品質量較高,但平幅精練設備的車速較繩狀精練低得多。
(1)常壓平幅汽蒸精練聯合機。常壓平幅汽蒸精練聯合機包括浸軋機、汽蒸箱和水洗機。該設備同樣也適用于退漿和漂白,所以又被稱為平幅汽蒸練漂聯合機。
平幅汽蒸練漂聯合機是目前廣泛使用的棉及棉型織物前處理加工設備,該設備由浸軋槽、平幅汽蒸箱、平洗機等單元組成。汽蒸箱的形式多樣,平幅汽蒸練漂聯合機類型較多。生產中常用的汽蒸箱的形式有J形箱式、履帶式、輥床式、全導輥式、R形液下式等。
①J形箱式平幅汽蒸箱。J形箱式平幅汽蒸箱的結構和運轉情況與繩狀連續汽蒸精練設備相似(圖2-8)。其區別在于織物加熱時的飽和蒸汽不是通過加熱管,而是通過加熱器中的多孔加熱板噴射到平幅堆放的織物上去的。由于J形箱中堆放的布層較密,易產生橫向折痕、擦傷,因此這種設備不適宜加工要求較高的產品。
圖2-8 J形箱式平幅汽蒸練漂聯合機
1—蒸汽加熱器 2—導布輥 3—擺布器 4—飽和蒸汽 5—織物
②履帶式汽蒸箱。履帶式汽蒸箱如圖2-9所示。
圖2-9 履帶式汽蒸箱
1—織物 2—擺布器 3—加熱區
織物平幅軋堿后進入汽蒸箱進行汽蒸加熱,織物先在預熱區的兩排導輥間穿行,然后由擺布器有規律疏松地堆積在履帶上,履帶是由多孔或多條縫隙的不銹鋼薄板組成,履帶隨輥筒的轉動緩緩向前移動,織物隨之向前運行。由于該設備運轉時履帶上堆積的布層較J形箱中薄,織物受到的壓力、摩擦力較小,因此織物形成折痕的程度較輕,一般不易被擦傷。但在加工厚密織物時產生的橫向折痕,有時會對某些染色產品的質量有所影響。該設備的缺點是織物在履帶上相對靜止,織物與履帶接觸面固定不變,在無孔或無縫隙處的履帶板上堆積的織物會因水分蒸發而產生干斑和燙折痕,為單層履帶時尤其嚴重,若為雙層履帶,上層織物翻轉至下層時,織物與履帶接觸面發生改變,情況相對會好些。
③輥床式汽蒸箱。輥床式汽蒸箱與履帶式汽蒸箱的結構相似,所不同的是將堆置織物的履帶換成了導輥(圖2-10)。在汽蒸箱內,導輥慢速回轉,帶動堆置于導輥上的織物緩緩向前移動。由于導輥是在轉動中,織物與導輥的接觸面在不斷地改變,可以避免平板履帶式汽蒸箱由于織物與履帶接觸面固定不變,在無孔或無縫隙處的履帶板上堆積的織物會因水分蒸發而產生干斑和燙折痕,且輥床與織物之間的摩擦力比平板履帶床的小,織物不易被擦傷,因此這種汽蒸箱在前處理中被廣泛使用。輥床式汽蒸箱導輥較多,導輥軸封要求較高,與履帶式汽蒸箱相比,安裝維修較為不便。
圖2-10 輥床式汽蒸箱
④R型汽蒸箱(R-BOX)。R型汽蒸箱(圖2-11)輸送織物的裝置主要由半圓弧形網狀履帶和中心大圓輥組成。織物浸軋處理液后進入汽蒸箱,在導布輥間汽蒸加熱,由落布裝置均勻折疊堆于緩慢運行的半圓弧形網狀履帶上,由于履帶下部浸在處理液中,并有蒸汽加熱管加熱保溫,在處理液煮沸的情況下,這種設備的處理效果比只經汽蒸的織物的處理效果好。但在連續加工的過程中,織物上的雜質不斷地溶入處理液中,會導致處理效果逐漸降低。
圖2-11 R形汽蒸箱
1—中心圓孔輥 2—半圓網狀履帶 3—汽封口 4—汽蒸區 5—多角輥 6—落布斗 7—水封出口 8—軋液輥 9—織物
⑤全導輥式汽蒸箱。全導輥式汽蒸箱(圖2-12)是專門為含有氨綸的彈性織物而設計的,這是由于彈性織物在汽蒸時不能堆置,織物只能上下穿行在導輥間進行汽蒸。
圖2-12 全導輥式汽蒸箱
(2)常壓平幅汽蒸精練工藝。
①工藝流程。
軋堿→汽蒸→(軋堿→汽蒸)→水洗
②工藝處方與工藝條件。常壓平幅汽蒸精練工藝處方與工藝條件見表2-9。
表2-9 常壓平幅汽蒸精練工藝處方與工藝條件
3.高溫高壓平幅連續汽蒸精練
(1)精練設備。高溫高壓平幅連續汽蒸精練機(圖2-13)與常壓連續精練機的主要不同之處在于汽蒸箱的結構。除了要求汽蒸箱箱體能耐高溫高壓外,還要求汽蒸箱具有耐磨的封口,以確保蒸汽壓力和溫度穩定。封口方式主要有輥封和唇封兩種。輥封即用輥筒密封織物進出口,其密封有面封和端封兩種。唇封是用一定壓力的空氣密封袋作封口,織物從加壓的密封袋間隙摩擦通過。
圖2-13 高溫高壓平幅連續汽蒸精練機
1—浸漬槽 2—高溫高壓汽蒸箱 3—平洗槽
(2)高溫高壓平幅連續汽蒸精練工藝。
①工藝流程。
軋堿→汽蒸→水洗
②工藝處方與工藝條件。高溫高壓平幅連續汽蒸精練工藝處方與工藝條件見表2-10。
表2-10 高溫高壓平幅連續汽蒸精練工藝處方與工藝條件
高溫高壓平幅連續汽蒸練漂機占地面積小、勞動強度低、加工速度快(一般汽蒸1.5~2min)、半制品周轉快、耗汽較省,可用于一般中厚織物的加工。但由于加工速度快、時間短,純棉織物的棉籽殼僅呈膨化狀態,不能完全去除。此外,唇封口材料壽命短,高溫、堿的作用會使材料脆化,一段時間后會對產品的質量、加工精度產生不利影響。
(二)半連續式平幅汽蒸精練
半連續式是軋卷汽蒸或堆置方式進行的平幅精練,軋卷式汽蒸練漂機(圖2-14)是一種半連續式的平幅汽蒸練漂設備,它是由浸軋部分、汽蒸室和可移動的布卷汽蒸車組成。該機特點是結構簡單,能適應多品種、小批量加工,織物平整無皺痕,但布卷內外層有時會產生練漂不勻,且操作較復雜。
圖2-14 軋卷式汽蒸練漂機
1—織物 2—汽蒸箱 3—布卷 4—可移動的布卷汽蒸箱
(三)間歇式(煮布鍋)精練
間歇式生產是使用煮布鍋進行的繩狀精練加工方式。煮布鍋(圖2-15)是一種使用較早的間歇式生產設備,織物以繩狀形式進行加工。這種設備精練勻透,除雜效果好,煮布鍋精練品種適應性廣,靈活性大,但由于它是間歇式的生產,生產率較低,勞動強度高,所以適用于小批量生產。
圖2-15 煮布鍋示意圖
1—蒸汽加熱管 2—假底 3—循環管 4—鍋體 5—壓布框 6—噴液盤 7—鍋蓋 8—練液噴淋灑管 9—列管式加熱器 10—過濾器 11—循環泵
煮布鍋精練工藝如下:
①工藝流程。
軋堿→進鍋→精練→水洗
②工藝處方及工藝條件。煮布鍋精練工藝處方及工藝條件見表2-11。
表2-11 煮布鍋精練工藝處方及工藝條件
四、影響精練效果的主要工藝因素
精練工藝要根據纖維材料的來源與含雜情況和使用的設備來制訂。精練效果與堿液濃度、精練的溫度和時間、其他助練劑的種類和用量等工藝因素有關。
(一)堿液濃度
燒堿的用量應視織物的品種與含雜情況、采用設備的類型、精練方式、后加工對產品的質量要求等方面進行考慮。根據棉纖維中雜質與堿反應消耗的和棉纖維本身吸附的燒堿量分析(表2-12)。
表2-12 100g棉纖維消耗或吸附的燒堿量
所以燒堿的用量,按理論計算為棉纖維質量的2.5%~3.7%,實際用量相當于棉纖維質量的3%~4%。
燒堿濃度與精練的溫度和時間等工藝因數有密切的相關性。用煮布鍋進行精練時,由于是在高溫高壓的條件下進行,且處理的時間較長,當其浴比(浴比的概念將在第六章中介紹)為1∶(3~4)時,燒堿的濃度可以低一些,為10~15g/L。而用常壓連續汽蒸精練時,由于汽蒸時間短,溫度也較低,因此要提高堿液濃度,一般中厚織物可提高到25~30g/L,厚重織物為30~50g/L。
在連續化精練時,燒堿濃度與織物浸軋燒堿液后的帶液量有關,織物浸軋燒堿液后的帶液量可以用軋液率(吸液率)來表示,軋液率是指織物經過浸軋后所帶的溶液的質量占干布質量的百分率:
常壓繩狀汽蒸精練時,軋液率為120%~130%,燒堿濃度為20~40g/L,常壓平幅汽蒸精練時,軋液率為80%~90%,燒堿濃度為25~55g/L。
(二)精練溫度
精練溫度是影響精練效果的重要因素。提高精練溫度,可使燒堿與天然雜質的反應速率大大提高,有利于雜質的去除。雜質的去除情況隨溫度的不同而不同,表2-13表明了不同精練溫度對去除棉紗雜質的影響。
表2-13 不同精練溫度對去除棉紗雜質的影響
精練溫度在100~141℃范圍內,棉紗失重率變化不大,說明在100℃左右精練時,存在于棉纖維中的大部分雜質都可以去除。隨著溫度的升高,殘蠟含量逐漸下降。
一般煮布鍋精練壓力為196.14kPa(2kgf/cm2),溫度為130~135℃,常壓汽蒸精練溫度為100~102℃,高溫高壓精練壓力為196.14~294.21kPa(2~3kgf/cm2),溫度為130~140℃。
(三)精練時間
精練時間也是影響精練效果的重要因素之一,較長的精練時間對蠟質的去除是有利的,表2-14表明了不同精練時間對去除棉紗雜質的影響。
表2-14 不同精練時間對去除棉紗雜質的影響
一般來講,煮布鍋精練為3~5h,常壓汽蒸精練為1~1.5h,高溫高壓精練為3~5min。精練時間和精練溫度密切相關,精練溫度高,精練時間可縮短,反之精練時間要延長。
(四)助練劑
棉織物堿精練時,燒堿是主要用劑,此外,為了提高精練效果,在精練液中通常要加入表面活性劑、硅酸鈉、亞硫酸氫鈉、磷酸三鈉等助練劑。
1.表面活性劑
為了提高織物的潤濕性,加速堿液向纖維內部滲透,精練液中常加入一些表面活性劑。精練用表面活性劑除要求有良好的潤濕、凈洗、乳化等作用外,還必須具有耐堿、耐高溫性能。如前所述,表面活性劑可以通過乳化作用將蠟質中的高級醇和碳氫化合物去除,同時也能將各種雜質乳化、分散在溶液中而不至于重新黏附到織物上去。
2.硅酸鈉
硅酸鈉(Na2SiO3)俗稱水玻璃或泡花堿。硅酸鈉除了能吸附精練液中的鐵質,防止織物產生銹漬和銹斑外,還能吸附棉纖維中天然雜質的分解物,防止這些分解產物重新沉積在織物上,有助于提高織物的潤濕性和白度。
3.亞硫酸鈉(或亞硫酸氫鈉)
亞硫酸鈉(或亞硫酸氫鈉)具有還原作用,能防止棉纖維在高溫精練時被空氣氧化而形成氧化纖維素,導致織物的損傷。如前所述,亞硫酸鈉(或亞硫酸氫鈉)還能使木質素變成可溶性的木質素衍生物而溶于燒堿溶液中,有助于去除織物上的棉籽殼。
4.磷酸三鈉
磷酸三鈉是常用的軟水劑。主要用于軟化硬水,提高精練效果。
五、酶精練
隨著生物技術的發展,生物酶精練工藝已逐步得到了應用。目前生物酶精練工藝中使用的主要是果膠酶。果膠酶與α-淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶、過氧化氫酶等的復合酶也被研究用于棉織物退漿—精練—漂白一步法加工。生物酶精練工藝的特點是節能環保,符合染整技術的發展趨勢。但與堿精練工藝相比,酶精練效果稍差一些,成本也相對較高,需要進一步的開發與研究。
(一)果膠酶精練原理
果膠物質在植物的細胞組織中起著“黏合”作用,在棉纖維的初生胞壁中,果膠質含量占9%~12%。果膠物質主要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4苷鍵連接形成的直鏈狀聚合物。部分D-半乳糖醛酸上的羧基被甲醇酯化形成甲酯,或被一種或多種堿部分或全部中和。果膠酶是分解果膠的一種多酶復合物,通常包括原果膠酶、果膠甲酯水解酶、果膠酸酶及果膠裂解酶。通過它們的協同作用使果膠物質得以完全分解。棉纖維上的果膠物質在原果膠酶作用下,轉化成水可溶性的果膠,果膠被果膠甲酯水解酶催化去掉甲酯基團,生成果膠酸,果膠酸經果膠酸酶降解生成D-半乳糖醛酸。通過果膠酶的作用,將果膠物質降解為小分子物質,從纖維中游離出來,可使與其黏合在一起的其他雜質(如蠟質、蛋白質、灰分等),與纖維素徹底分開,達到精練棉纖維的目的。
在果膠酶的精練液中,一般需要加入表面活性劑。隨著果膠物質從纖維表面的角質層和初生胞壁中溶解下來,蠟質在纖維上的黏附也發生了松動,可被精練液中表面活性劑乳化而去除。
(二)影響酶精練的主要工藝因素
1.果膠酶的活力
果膠酶作為一種生物催化劑,其酶活力值是與其催化效率及有效(即有生物活性)酶的含量相關的。酶活力是果膠酶在單位時間內將底物轉化為反應產物的能力,以U(mol/時間)表示,底物即是果膠物質。通常果膠酶制劑的活力是以U/g酶制劑(或U/ml酶制劑)表示。在特定條件下,通過測定單位質量或單位體積的某種果膠酶制劑在單位時間內催化足夠量果膠物質生成反應產物的量,即可測出此果膠酶制劑的活力。對于織物精練來說,主要測定解聚酶(包括果膠甲酯水解酶、果膠酸酶及果膠裂解酶等)的活力。解聚酶對果膠分子的酶催化作用表現為,每切斷一個果膠分子的α-1,4苷鍵就會形成一個還原性的醛基:D-半乳糖醛酸或低聚半乳糖醛酸。生成的D-半乳糖醛酸(還原糖)量即可衡量果膠酶的活力,可用黏度法、滴定法、分光光度法等方法進行測定。
圖2-16 果膠酶精練效果比較
2.果膠酶的濃度
目前用于棉織物精練的果膠酶有酸性果膠酶A和堿性果膠酶B。從圖2-16可知,酸性果膠酶A用量在0.01%~0.50%(omf)時,對果膠的去除率維持在20%左右;而當堿性果膠酶B用量為0.05%時,果膠的去除率超過80%。按照試驗經驗和文獻記載,當果膠去除率達到70%時就可以滿足精練加工的需要,此時堿性果膠酶B用量為0.025%。原因有:(1)在堿性條件下果膠酶與表面活性劑協同發生皂化乳化作用,可有效去除果膠、蠟質及其他雜質,從而增強了精練效果;(2)堿性果膠酶B對棉織物精練,其專一性和針對性更強;(3)堿性果膠酶B分子更小,滲透性更強,其與果膠接觸的可能性更大,果膠去除率更高。
3.酶處理溫度
從圖2-17可以看出,30~60℃是酸性果膠酶A最適宜的溫度范圍,大于60℃以后酶活迅速下降,所以酸性果膠酶A應在不大于60℃的條件下使用;堿性果膠酶B最適宜的溫度范圍在40~60℃,超過60℃酶活顯著下降。考慮溫度對酶催化反應的影響,兼顧高溫造成酶蛋白失活,堿性果膠酶B應在40~60℃使用。
圖2-17 溫度對果膠酶還原糖量的影響
4.處理浴的pH
從圖2-18可以看出,pH為3~5是酸性果膠酶A的最適宜使用范圍,pH大于5之后酸性果膠酶A的活性就迅速下降,所以酸性果膠酶A應在pH為3~5時使用;pH在7~9是堿性果膠酶B的最適宜使用范圍,pH大于9或小于7時堿性果膠酶B的活性就迅速下降,故堿性果膠酶B應在pH為7~9時使用。
圖2-18 pH對果膠酶還原糖量的影響(60℃)