4、結(jié)果與討論
4.1、酶處理工藝優(yōu)化
溫度、ｐＨ值、酶用量是影響酶活力的主要因素。
4.1.1、酶用量
從表1可知,隨酶用量增加,減量率增大。浴比一定時,酶用量越大,纖維素酶濃度越高;在相同時間下,纖維素酶水解的纖維素越多,減量越大,織物強力下降越大。若減量過小,雖然強力下降不大,但整理效果不理想。考慮到織物的強力,應(yīng)盡量避免纖維素酶過量。酶用量選擇2%(ｏｗｆ)較適宜。
4.1.2、ｐＨ值
ｐＨ值主要影響酶分子活力中心上相關(guān)基團的解離,從而影響酶與底物的結(jié)合。適宜的ｐＨ值能給酶劑提供發(fā)揮最佳活力的環(huán)境,平衡其在反應(yīng)過程中的酸堿度,從而最大限度地發(fā)揮酶劑的作用。
從表2可看出,ｐＨ值4.5時,織物的減量率最高,但在酸性條件下棉織物的損傷比較大。因此,選擇ｐＨ值為5.5較適宜。
4.1.3、溫度
從表3可以看出,在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高,棉纖維的減量率也隨之增大。溫度對酶活力影響較大,溫度升高,活化分子數(shù)增加,有利于催化反應(yīng),但溫度太高,酶蛋白會逐漸變性失活。考慮到酶活力及酶在處理過程中的熱穩(wěn)定性,反應(yīng)溫度以60℃為宜。
通過以上分析可得出,棉織物較適宜的酶處理工藝為:ｐＨ值5.5、酶用量2%(ｏｗｆ)、溫度60℃、時間45ｍｉｎ、浴比1∶20。
4.2、酶處理對染色性能的影響
4.2.1、先酶處理后染色
表4、5中的ΔＥ提供總的色差數(shù)據(jù),結(jié)合Ｌ(亮 暗)、Ａ(紅 綠)和Ｂ(黃 藍(lán))值的變化,即Δａ值為正偏紅、負(fù)偏綠;Δｂ值為正偏黃、負(fù)偏藍(lán)。棉織物經(jīng)酶處理后染色,隨染料濃度增加,Ｋ/Ｓ值增大,但上染率或固色率減小。直接染料染色的棉織物,當(dāng)染料濃度為0.5%時,上染率最大;濃度為 1.5%時,鮮艷度值和色差值最大。活性染料染色棉織物,染料濃度為1.5%時,固色率最大,色差值最小。染料濃度變化對染色牢度的影響不大,但濃度過高時,濕摩擦牢度偏低。
造成這些現(xiàn)象的原因是纖維素酶處理對纖維素纖維染色性能的影響,主要表現(xiàn)在兩個方面:
(1)纖維素分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。酶處理主要是切斷纖維素分子鏈,每次反應(yīng)只在一端分子鏈上增加一個還原性潛在醛基,其他基團變化不大。
(2)纖維素纖維超分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后,引起染色性能的變化。纖維素酶首先在無定形區(qū)發(fā)生催化水解作用對結(jié)晶區(qū)也可從表面開始反應(yīng),一些酶還可以使結(jié)晶區(qū)不斷形成微隙,逐步深入進(jìn)行催化水解。隨酶用量的增加這種作用不斷加強,分子鏈段水解后被去除,無定形區(qū)減小,染料可及度降低,引起染料的吸附量減少。
4.2.2、先染色后酶處理
從表6、7可看出,棉織物染色后經(jīng)酶處理,隨著染料濃度增加,Ｋ/Ｓ值增大,上染率下降,固色率呈無規(guī)則變化。直接染料濃度為0.5%時,上染率最大;濃度為1.5%時,色差值最小,而鮮艷度最大。活性染料濃度為1.5%時,固色率最大,色差值最小;濃度為3%時,鮮艷度最大。
比較表4～7可看出,在相同酶處理條件及染色條件下,先酶處理后染色,棉織物的Ｋ/Ｓ值及上染率或固色率比染色后酶處理大,酶處理的先后對染色牢度的影響不大。先用直接染料染色后酶處理的棉織物鮮艷度比先酶處理后染色的稍大;而用活性染料染色的鮮艷度和色差值正好相反。其原因是棉織物染色后經(jīng)酶處理,纖維上的染料對纖維素酶的作用有明顯的抑制作用,不同的染料,抑制程度不同。直接染料和活性染料均是陰離子染料,由于離子染料的吸附作用,在棉基質(zhì)上形成電荷,有可能改變酶的催化性能或?qū)γ傅幕钚耘c結(jié)合部位進(jìn)行覆蓋,從而影響酶的催化效率[11]。
5、結(jié)論
5.1、上染于棉的染料能夠抑制纖維素酶的水解作用,染料類型不同,抑制程度不同。
5.2、先酶處理后染色,棉織物Ｋ/Ｓ值、上染率、固色率高于先染色后酶處理。
5.3、酶處理與染色的先后順序?qū)θ旧味鹊挠绊懖淮?但染料濃度高時,濕摩擦牢度偏低。
