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酶作为一种由生物产生的催化剂,具有高效性和专一性,它反应条件温和、安全、环保,已经被广泛的使用在纺织印染行业里。羊毛鳞片外层是由胱氨酸含量非常高的角蛋白构成,用生物酶法处理羊毛进行防毡缩整理成为了代替传统氯化法的一种新的尝试。针对羊毛鳞片层由外到内分别为疏水性类脂、二硫键高度交联的角蛋白和非角质化蛋白质这一分层演变的结构特征,本实验采用Thermobifida fusca产角质酶,Bacillussubtilis产角蛋白酶和Savinase16L蛋白酶对羊毛织物进行或单一整理或复合整理,得到了各种酶对应的最佳防毡缩整理工艺。通过测定碱溶解度、染色性能、润湿性能等指标评定不同酶处理工艺对于羊毛防毡缩和其他性能的影响,并通过巯基含量、SEM、氨基酸分析和XPS等手段探究了酶的作用机理。本课题根据国际羊毛局产品标准W1(可机洗类产品面积尺寸变化率不大于6%)优化了角蛋白酶的单一整理以及与角质酶协同处理的工艺。角蛋白酶的羊毛防毡缩工艺为:pH=8.0,酶用量为600U/g织物,50℃处理36h。处理后羊毛织物的毡缩率为5.77%,断裂强力为584N,强力下降百分率为7.35%。角质酶和角蛋白酶的羊毛二浴法防毡缩工艺为:角质酶处理(pH=8.0,6U/g织物,50℃处理4h)→角蛋白酶处理(pH=8.0,400U/g织物,50℃处理24h)。处理后羊毛织物的毡缩率为5.86%,断裂强力为583N,强力下降百分率为7.46%。角质酶和角蛋白酶的羊毛一浴法防毡缩工艺为:角质酶的用量为6.0U/g织物,角蛋白酶用量为400U/g织物,pH=8.0,50℃处理18h。处理后羊毛织物的毡缩率为5.52%,断裂强力为590N,强力下降百分率为6.65%。蛋白酶处理虽然能获得防毡缩性能较好的羊毛织物,但织物的损伤很大,特别是断裂强力下降明显。本课题将蛋白酶的用量降低至10U/g织物,并相应的延长处理时间至8h,结果表明处理后羊毛织物的毡缩率同样能达到机可洗的要求,且强力下降百分率明显降低。此外,与角蛋白酶协同使用,即预先用600U/g织物的角蛋白酶处理2h,还能进一步提高蛋白酶的水解效率,仅需4h就能达到同样的作用效果,且处理后羊毛织物的强力下降百分率仅为7.30%。比较各工艺处理后织物性能可知,角蛋白酶和蛋白酶两种酶配合整理后织物的各项性能均略好于两种酶单一处理的。角质酶和角蛋白酶一浴法和二浴法处理后,织物的润湿性能提升较多。经角蛋白酶和蛋白酶二浴法处理后,织物的染色性能提高较多,定向摩擦效应大幅降低,但碱溶解度超过10%,说明其对织物的损伤较大。羊毛纤维表面巯基含量显示,角蛋白酶整理能断裂角蛋白中二硫键。SEM结果显示各种酶处理均能在一定程度上破坏鳞片,其中角蛋白酶和蛋白酶二浴法的处理效果最明显,部分纤维表面已光滑,但效果不均匀。氨基酸分析显示角蛋白酶处理能降低胱氨酸含量,而蛋白酶处理后谷氨酸和酪氨酸含量明显下降。对纤维表面的XPS分析显示,经角质酶处理后C-C(H)键含量下降明显,而经角蛋白酶处理后Cy-S-S-Cy含量下降,胱氨酸氧化产物磺基丙氨酸的含量增加。而蛋白酶则对这两种元素的含量变化无影响。