目前,印染助剂的研究发展方向是无毒性、低成本、高效、节能节水、易生化处理、缩短印染加工时间以及提高染色牢度。通过助剂的使用以符合人们环保意识提高的要求和保健的需要,由于国外标准的不断提高,促使了印染助剂的发展。
酶制剂是一种蛋白质,它是生物催化剂,因其结构及立体构型的独特性而具有反应专一性的特点,具有高效、反应快、成本低、高质量等的优点。广泛用于食品、医学、农业、工业和洗涤中。在印染工业中使用酶制剂由退浆逐步发展到纤维素和羊毛织物的抛光柔软、牛仔布的石磨、麻的脱胶、丝的精练、羊毛的防毡缩、纤维素纤维的煮练、漂白和浮色的去除、防沾污洗涤等等,其应用范围日益扩大,受到印染业界的青睐。本文对酶制剂国内外研发情况作了介绍。
1酶制剂发展为印染工艺的改革创造了条件
酶制剂与化学药剂进行印染加工的区别:⑴酶制剂反应的专一性,只能对特定的一种物质进行水解、裂解或特定的化学反应,从某些物质中去除某一种特定成分。例如用蛋白酶进行蚕丝的脱胶,能使丝胶水解,而丝素不水解,虽然丝胶和丝素都是蛋白质,但蛋白酶脱胶时不会损伤丝素;⑵可以在常温压下和弱酸弱碱介质中使用,对设备要求低,不会损坏设备,劳动条件较好;⑶酶制剂的生物催化反应速度快,可以从事快速反应。比如,退浆可以通过数十秒汽蒸来完成,这主要是因为酶制剂的催化活化能极低,催化效率比化学催化剂快得多。例如,过氧化氢的分解,在没有催化剂存在时,其活化能约75360.4J/mol,若在钯催化剂存在下,其活化能48985.6J/mol,降低了近一半,但用酶作催化剂时,其活化能7117.6J/mol,仅为无催化剂的过氧化氢活化能的
在20世纪90年代,氧化还原酶(以过氧化氢酶、漆酶和过氧化物酶为代表)、裂解酶以果胶酶中特殊的果胶酸裂解酶为代表)加入到纺织工业应用领域中,近20年来,各类新型纺织用酶制剂的增长非常显著:老品种有新的应用;市场上出现了完全崭新的酶制剂,并且发展了新的应用领域;近几年来,新专利的数量大增,酶对天然纤维的应用工艺基础已经基本确立,而下一个里程碑将是针对和成纤维及其纺织品,对PVA的分解也是工作的目标。在这种情况下,印染工作者要密切关注酶制剂的发展,了解和熟悉新品种的使用,还要学习有关酶生物化学,以便使用好的酶制剂来提高印染成品质量和降低印染加工成本。
2酶的作用原理
酶是活细胞所产生的生物催化剂,生物体内的新陈代谢是在酶的参与下发生化学变化的,没有酶就没有生物的新陈代谢,也就没有生命活动。现在从生物界发现的酶已超过2500多种,工业上大量生产的酶有数十种。