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張瑞萍蔡再生(1東華大學化學化工學院,上?！?26007;2南通大學化學化工學院,江蘇南通　226019) 摘要:文章探討了不同前處理劑、蛋白酶和ＴＧ酶對羊毛織物抗氈縮性能及對纖維損傷和織物強力等的影響。結果表明:通過ＴＧ酶的作用,可以提高織物的強力,降低纖維的堿溶度,使羊毛纖維的損傷得到補救;采用氧化前處理與蛋白酶及ＴＧ酶三者結合新工藝,可以在保證纖維損傷小的前提下,提高織物的抗氈縮性。關鍵詞:羊毛織物;蛋白酶;ＴＧ酶;防氈縮整理中圖分類號:ＴＳ19229 文獻標識碼:Ａ 文章編號:10031456(2007)01001004 近幾年,由于環(huán)境問題日益為人們所重視,尋找合適的酶制劑代替氯化工藝已成為羊毛防氈縮研究的熱點。用蛋白酶對羊毛進行減量處理,進而使羊毛織物達到防氈縮目的的研究國內外均見報道。但由于蛋白酶對羊毛處理的不均勻性,造成了羊毛纖維較大的損傷,限制了其工業(yè)化應用。本研究選用一種新型生物酶,與傳統(tǒng)的氧化、蛋白酶處理結合共同處理羊毛織物,使蛋白質改性,達到防氈縮的同時,還可減少織物強力損失。1　實驗部分11　實驗材料及主要化學藥品純毛織物,釋氯劑ＤＣＣＡ,二氯異氰尿酸鈉(工業(yè)用),次氯酸鈉(分析純),雙氧水30%(分析純),水玻璃(工業(yè)品),蛋白酶(工業(yè)品),ＴＧ酶(日本)。12　前處理Ｈ2Ｏ2處理條件:溫度50℃,浴比1∶20,時間60ｍｉｎ,ＪＦＣ適量;ＤＣＣＡ處理條件:溫度25℃,浴比1∶20,時間60ｍｉｎ,ＪＦＣ適量,ｐＨ值40;ＮａＣｌＯ處理條件:溫度25℃,浴比1∶20,時間60ｍｉｎ,ＪＦＣ適量,ｐＨ值30;脫氯工藝:Ｎａ2ＳＯ33%(ｏｗｆ),溫度30℃,浴比1∶20,時間20ｍｉｎ,ＮａＣＯ3調節(jié)ｐＨ值至8～9之間處理8ｍｉｎ,溫度45℃。1.3　酶處理根據工藝參數配置酶液,把羊毛浸入其中,在一定溫度下處理一定時

間,取出烘干至恒重,測定減量率、氈縮率、白度、強力、堿溶度。14　分析及性能測試羊毛纖維損傷采用堿溶度法測定及計算,式中,Ｇ———含水率(%),Ｗ———堿處理后殘留試樣重(ｇ)。氈縮率的測定及計算:皂片1ｇＬ,浴比1∶30,洗液溫度30℃,洗滌時間1ｈ,烘干,待織物吸濕平衡后按下式計算氈縮率。織物減量率的測定:將酶處理前后的試樣在105℃的烘箱中烘至恒重。白度的測定:在智能式色度白度儀上按標準方法測定?？椢飶娏Φ臏y定:在Ｙ501型強力測試儀上按標準方法測定。2　結果與討論21　不同前處理劑對羊毛性能的影響采用不同濃度的Ｈ2Ｏ2(35,40,45ｍｌＬ)、ＤＣＣＡ(1%,3%,5%)、ＮａＣｌＯ(1%,3%,5%)對羊毛織物進行處理,分析其對羊毛主要性能的影響,結果如表1所示。 由表1可知,羊毛織物經Ｈ2Ｏ2、ＤＣＣＡ、ＮａＣｌＯ處理后減量率增加;Ｈ2Ｏ2處理白度有了較大提高;與洗毛織物相比,隨著前處理劑用量的增加,Ｈ2Ｏ2處理織物氈縮率變化不大,ＤＣＣＡ、ＮａＣｌＯ處理后織物的氈縮率下降較明顯,但后2種處理也使織物的堿溶度顯著增加;織物強力下降較大,說明氯化處理使羊毛纖維發(fā)生了較大損傷。如果氯化工藝條件過于激烈,不僅會破壞羊毛纖維表面的—Ｓ—Ｓ鍵,而且會損傷羊毛的皮質層細胞。綜合減量率、氈縮性、白度與纖維損傷等性能,選擇Ｈ2Ｏ2(40ｍｌＬ)作為合適的前處理劑。22　蛋白酶對羊毛性能的影響采用不同濃度的蛋白酶與洗毛后的織物作用,及其與前處理相結合,探討蛋白酶對羊毛性能的影響,其處理條件為溫度50℃,浴比1∶20,時間40ｍｉｎ,ｐＨ值85.單純用蛋白酶處理羊毛織物,對織物的抗氈縮性能影響不大。羊毛最外面鱗片層有較多的胱氨酸,存在二硫鍵,所以,水解穩(wěn)定性較高。通過Ｈ2Ｏ2預處理和不

同濃度的蛋白酶結合,則隨著蛋白酶用量的增加,織物抗氈縮性明顯提高。適當的前處理,使羊毛鱗片外角質層中的二硫鍵打開,使大分子的蛋白酶容易接近蛋白質分子鏈,發(fā)生吸附和催化反應,從而使蛋白酶通過對鱗片層的水解,提高了織物的抗氈縮性能。雙氧水預處理后的蛋白酶處理對毛纖維的損傷,采用雙氧水+蛋白酶整理工藝,隨著蛋白酶用量的增加,織物強力下降,羊毛的堿溶度增加,這說明蛋白酶在處理羊毛時,其作用并不只發(fā)生在表皮層,鱗片層內部及角質層可能也受到了損傷,即蛋白酶處理時并不是理想的由表及里均勻水解,也存在著不均勻的縱向水解。有資料認為:蛋白酶對羊毛減量有2個模式:酶減量剝離模式和酶減量的水解模式。酶減量剝離模式是指羊毛在蛋白酶的作用下,通過蛋白酶對羊毛ＣＭＣ球狀蛋白的水解,使羊毛細胞(包括鱗片細胞和皮質細胞)剝離纖維主體的減量形式(物理減量),從目前研究看,動物蛋白酶和微生物蛋白酶主要采用剝離模式對羊毛進行減量的,由于羊毛的ＣＭＣ對羊毛的機械性能至關重要,因而剝離模式對羊毛的機械性能損傷很大。23?。裕敲笇ρ蛎阅艿挠绊懖扇〔煌瑵舛鹊模裕敲?、以及Ｈ2Ｏ2前處理+ＴＧ酶、Ｈ2Ｏ2前處理+蛋白酶+ＴＧ酶工藝,分析ＴＧ酶對羊毛織物性能的影響。ＴＧ酶處理對洗毛后織物的強力有較大提高(由4201Ｎ增加到4588Ｎ)并使其堿溶度下降(由1321%減至1170%);采用不同的前處理工藝與ＴＧ酶相結合,共同處理羊毛織物,經過雙氧水前處理,再用ＴＧ酶處理,強力顯著提高(由352Ｎ增至449Ｎ);堿溶度下降(由1765%減至1544%)。羊毛纖維由于前處理造成的損傷,通過ＴＧ酶的作用得到補救。ＴＧ酶能夠催化肽或蛋白基團中谷氨酰胺殘基的γ-酰胺基團和伯胺之間的酰基—轉移反應:(1)?；?#8212;ＴＧ反應:(2)蛋白質谷氨酰胺殘基和賴氨酸殘基之間的交聯反應:式中:ＴＧ為ＴＧ酶,Ｇｌｎ為谷氨酰胺(Ｇｌｕ

ｔａｍｉｎｅ),Ｌｙｓ為賴氨酸(Ｌｙｓｉｎｅ)。通過這種?；?#8212;轉移反應,利用肽鏈上的谷氨酰胺殘基的γ-甲酰胺基為乙酰基供體,采用與蛋白質中ε-氨基團結合的賴氨酸殘基,或游離氨基酸上的胺基、伯胺基等作為ＴＧ酶的受體,這樣,分子間和分子內的ε-(γ-谷氨酸)賴氨酸便會出現交聯反應,促使蛋白質聚合,形成蛋白質分子內和分子間的網狀結構。羊毛中谷酰胺加谷氨酸的質量分數為149%,賴氨酸殘基占31%,通過ＴＧ酶催化上述反應,從而使羊毛蛋白質纖維的強力增加,堿溶度下降。從以上結果可得出:ＴＧ酶對纖維的損傷有補救作用,而減量率、白度、氈縮率與單獨前處理工藝效果相比變化不大,說明ＴＧ酶對織物的減量率、白度和氈縮性影響小,如圖4所示。雙氧水+蛋白酶處理賦予織物抗氈縮性能,ＴＧ酶可以補救抗氈縮整理帶來的纖維損傷。所以,要提高羊毛織物的抗氈縮性,并且控制其強力損傷,可以采用雙氧水、蛋白酶與ＴＧ酶聯合處理工藝。由圖4可知,按不同加入順序進行Ｈ2Ｏ2、蛋白酶、ＴＧ酶聯合處理時,ＴＧ酶+Ｈ2Ｏ2+蛋白酶整理工藝中,氈縮率小于5%,織物強力390Ｎ左右。即此復合酶處理工藝能在保護纖維強力的前提下,使羊毛織物抗氈縮性獲得較大提高。這是由于在ＴＧ酶的作用下,在羊毛角蛋白分子中形成纖維內和界面的異肽鍵,穩(wěn)定蛋白質分子,它的使用使得纖維和織物的強力增加;Ｈ2Ｏ2和蛋白酶處理,由于對鱗片層的催化水解作用,使織物抗氈縮性能提高。而ＴＧ酶的作用避免了以上2步對織物產生的強力過度下降和纖維的損傷。3　結論①隨著氯化、氧化前處理劑用量的增加,織物氈縮率有所減小,纖維的堿溶度增加,織物強力急劇下降,特別是氯化還易引起纖維泛黃;雙氧水前處理對纖維的損傷比氯化小,而且提高了織物的白度。 ②蛋白酶單獨處理,對織物的氈縮率影響不顯著,與氧化前處理結合,可以提高織物的抗氈縮性能和白度,但由于處理不均勻,也會造成纖維的較大損