菠萝纤维/棉混纺针织物清洁化练漂工艺研究

孙 瑶 顾东雅

（盐城工业职业技术学院，江苏 盐城 224005）

0 前言

菠萝纤维是菠萝叶脉(俗称菠萝刈)去其两侧锐刺及胶质后取出的纤维[1]，可纯纺或与其他天然纤维、化学纤维等混纺，菠萝纤维与棉、羊毛、蚕丝、大豆蛋白纤维、涤纶、腈纶、丙纶等纤维均有较好的混纺性[2]。

菠萝纤维和棉同属于天然纤维素纤维[3]，混纺织物中含杂质较多，传统的前处理是采用高温强碱进行处理，使得该织物易折皱，易受到损伤，传统前处理所需时间长，采用煮练和漂白二步处理操作过程略显复杂，水、电、汽消耗大，而且废碱液排放时造成了大量的环境污染，污水处理负担非常严重，本文主要采用生物复合酶[4]对混纺针织物进行前处理，通过各影响因素的单因素试验，确定最佳的前处理工艺条件。

1 试验

1.1 材料、药品

30%菠萝纤维/70%棉混纺针织物(市售)，渗透剂JFC（工业级，上海天坛助剂有限公司），果胶酶 （工业级，枣庄市杰诺生物酶有限公司），纤维素酶（工业级，枣庄市杰诺生物酶有限公司），硅酸钠（分析纯），30%双氧水（化学纯，常州中盐化工股份有限公司）。

1.2 仪器与设备

FA2004 AEU-810电光天平 （上海精科天平仪器厂），101A型电热恒温鼓风干燥箱 （南通三思机电科技有限公司），HHS-6电热水浴锅（南通三思机电科技有限公司），DSDB-1数字白度仪（南通三思机电科技有限公司），YG871型毛细管效应测定仪（南通三思机电科技有限公司），HD031E型电子织物破裂强力仪（南通宏大实验仪器有限公司）

1.3 试验方法

1.3.1 生物酶处理工艺处方

果胶酶 X g/L

纤维素酶 Y g/L

30%双氧水 Z g/L

硅酸钠 2g/L

渗透剂JFC 2g/L

浴比 1：30

pH值 z

温度 x℃

时间 y min

1.3.2 生物酶处理工艺曲线

1.4 性能测试

1.4.1 织物毛效的测试

织物的毛效参照FZT 01071-1999《纺织品毛细效应试验方法》在YG871型毛细管效应测定仪上进行测试，测试3条试样取平均值。

1.4.2 白度的测试

织物的白度参照GB/T8425-1987《纺织品白度的仪器测定方法》在DSDB-1数字白度仪上进行测试，测5次取平均值。

1.4.3 织物顶破强力的测试

织物的顶破强力参照GB/T19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》在HD031E型电子织物破裂强力仪上进行测定，测3次取平均值。

2 结果与讨论

2.1 酶用量的确定

按照1.3的试验方法，在双氧水用量为7g/L，练漂温度为80℃，时间为50min，pH值为8.5的条件下，改变酶用量对混纺针织物进行处理，测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力，结果列于表1。

表1 酶用量对织物性能的影响

从表1中可知，在果胶酶和纤维素酶的共同作用下，酶有效的分解去除了织物上的杂质，使得白度和毛效得到提高，随着复合酶用量的变化，白度和毛效发生了明显变化，当果胶酶的用量为0.5g/L，纤维素酶用量为1.5g/L时，织物的白度和毛效达最好，分别为75.6%、8.5cm·(30min)-1，且强力损失不大。在果胶酶和纤维素酶其他用量的复配下，白度和毛效都不是很明显，经过多次复配尝试，得出果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量为1.5g/L。

2.2 双氧水用量的确定

按照1.3的试验方法，在果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量1.5g/L，练漂温度为80℃，时间为50min，pH值为8.5的条件下，改变双氧水用量对混纺针织物进行处理，测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力，结果列于表2。

表2 双氧水用量对织物性能的影响

从表2中可知：随着双氧水用量的增加，织物白度和毛效不断提高，双氧水的用量达到8g/L时，白度值达到76.9%，毛效为8.8cm·(30min)-1，双氧水用量大于8g/L时，白度和毛效变化不明显。双氧水用量适宜时杂质氧化溶解，而双氧水用量超过一定值以后，对杂质的去除作用减小，白度和毛效提高也不明显，而且双氧水过量时反而会对纤维造成潜在的损伤。综合考虑双氧水选用8g/L。

2.3 pH的确定

按照1.3的试验方法，果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量1.5g/L，30%双氧水8g/L，80℃练漂50min，变化pH值的条件下对混纺针织物进行前处理，测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力，结果列于表3。

表3 pH值变化的影响

pH值的变化会影响酶与底物的结合，酶只有在一定的pH值范围内才稳定，否则易变性失活。每种酶都有它最适宜的pH值，在一定的pH值下才能达到其活力的最大值。从表3中可知：织物的白度和毛效都随着pH值的增大而增大，当pH为9，织物的白度达到76.1%，毛效8.6cm·(30min)-1，当pH＞9时，不仅白度和毛效下降，而且织物受到较大损伤。综合考虑选用pH为9比较适宜。

2.4 练漂温度的确定

按照1.3的试验方法，在果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量1.5g/L，双氧水用量为8g/L，pH值为9，练漂时间为50min的条件下，改变温度对混纺针织物进行处理，测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力，结果列于表4。

表4 练漂温度对织物性能的影响

由表4可知，随着温度的升高，织物的毛效和白度逐渐增大，当温度高于80℃时，织物的毛效和白度变化不明显，由于70～80℃范围内酶的活性较大，温度再升高使得酶的活性受到影响，不仅对织物毛效和白度提高作用不大，而且使纤维受到较大的损伤。综合考虑选用温度为80℃。

2.5 练漂时间的确定

按照1.3的试验方法，在果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量1.5g/L，双氧水用量为8g/L，pH值为9，练漂温度为80℃的条件下，改变时间对混纺针织物进行处理，测定处理后织物的毛效、白度、顶破强力，结果列于表5。

表5 练漂时间对织物性能的影响

由表5可知，随着时间的延长，酶能较好的与双氧水充分发挥协同作用，杂质的去除也很彻底，当时间大于60min时，时间对织物的毛效和白度的影响不大，但纤维素却水解成了可溶性物质，使得顶破强力受损明显。综合考虑选用时间为60min。

3 结论

最终确定最佳的处理工艺条件：果胶酶用量为0.5g/L，纤维素酶用量1.5g/L，双氧水用量8g/L，温度为80℃，时间为60min。在此工艺条件下进行多次练漂处理后混纺织物的平均毛效为8.6cm·(30min)-1，白度为77.4%，顶破强力为350.1N。生物酶前处理工艺是一种高效清洁化生产工艺，符合生态环保要求，具有节能降耗、可生物降解等优点，且对织物损伤较小。

［1］张劲,邓干然,周建南.菲律宾热带作物纤维的开发利用[J].技术推广,2006,6：25.

［2］窦明池,姜亚明.几种新型天然纤维的性能分析与开发应用[J].中国麻业,2006(1)：41-44.

［3］郭肖青,朱平,王新.海藻纤维的制备及其应用[J].纺织导报,2006(7)：45-46.

［4］郭爱莲.菠萝叶纤维的性能及应用[J].山东纺织科技,2005(6)：49-51.

［5］王宏,王莉.生物酶应用于棉/麻混纺织物前处理的研究[J].上海纺织科技,2005(6)：12-13.