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随着纺织技术的提高,羊毛产品向轻薄型发展,在市场上越来越受到消费者的青睐,但羊毛产品的毡缩问题一直是消费者比较关心的问题。羊毛纺织品容易产生毡化缩水,使羊毛纺织品发生变形,洗涤不方便。目前羊毛防毡缩采用化学方法处理,存在的问题是污染严重、织物出现泛黄现象以及对操作工人的人身健康危害比较大。羊毛的生物防毡缩是从上一个世纪40年代以来一直在进行攻关的技术难题。随着生物技术的发展,羊毛生物防毡缩技术成为研究的热点,目前羊毛的生物防毡缩研究还主要是采用氧化前处理与生物酶制剂相结合的方法,研究还处在实验室阶段。目前这些报道中的生物处理方法,大部分采用碱性蛋白酶,容易对羊毛纤维产生损伤,特别是由于羊毛纤维不耐碱,强力下降比较大。同时由于处理过程中的蛋白酶比较容易失活,用于处理的蛋白酶成本高,处理工艺复杂,处理条件难于控制,如果处理条件控制不当的话,还容易使羊毛产生过度的损伤。所以蛋白酶处理羊毛存在三大难题尚未解决,即毛纤维损伤大、处理成本高和处理不均匀。
本文主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)研究在羊毛前处理中采用中性脂肪酶去除羊毛纤维鳞片表面的类脂物,以避免氧化剂对羊毛纤维的损伤,通过正交实验确定脂肪酶处理工艺参数,脂肪酶能很好地降解羊毛表面的类脂物,提高羊毛纤维的亲水性能,从而提高染料上染速率。
(2)研究中性蛋白酶与纺织助剂的兼容性,发现有的化合物和非离子表面活性剂对酶不会产生抑制作用,甚至能提高酶的活性,这样选择合适的助剂有利于酶制剂的催化作用,降低酶用量,节约成本。同时离子型表面活性剂和离子型染料对蛋白酶M具有明显的抑制作用,可以利用这一现象选择合适助剂,抑制蛋白酶向羊毛纤维内移动,降低对纤维损伤。
(3)利用中性蛋白酶进行羊毛防毡缩,通过测定羊毛减量、防毡缩和强力指标,采用酶用量、pH值、温度和时间单因素和正交实验确定中性蛋白酶处理工艺参数。对正交实验结果进行验证,能很好地达到防毡缩的目的
(4)研究中性蛋白酶在羊毛防毡缩中的作用机理,观察羊毛的阿尔瓦登反应、应用比色法测定胱氨酸含量,结合羊毛纤维的减量率进行分析推断,认为中性蛋白酶M同时从羊毛纤维外部和内部进行降解,但内部降解比较快。推断蛋白酶M是一种混合酶,而非单一的蛋白酶制剂。
(5)研究羊毛纤维在酶处理前后上染率的变化情况,发现羊毛经过酶能提高羊毛纤维的上染率,降低染色温度。
通过上述研究表明羊毛纤维应用纯生物技术能达到有效防毡缩的目的,并能减少羊毛纤维强力损伤。因而羊毛生物防毡缩技术是可行的。