生物酶在纺织工业中的广泛应用及优越性

生物酶在纺织工业中的广泛应用及优越性

生物酶是一种环境友好的生物催化剂，具有反应速度快、处理条件（如温度、pH值等）温和、操作安全易控、可替代强碱等化学药剂等优点。生物酶只作用于特定的底物，对底物的破坏小，处理后产生的废水可生物降解，减少水和能源的消耗。

经过科学家一个多世纪的研究，一般认为已知的酶有3000多种。生物酶在纺织工业中的应用最初是α-淀粉酶在棉织物退浆工艺中的应用，后来发展到纤维素酶在牛仔布水洗、生物抛光工艺中的应用，现在已经发展到果胶酶的生物精炼技术、过氧化氢酶的催化分解技术、蛋白酶在蚕丝、羊毛纤维上的应用。

目前生物酶技术在纺织中的应用相当广泛，已在纤维改性、蚕丝脱胶、生麻（苎麻、亚麻、红麻）脱胶、退浆、煮练、染整后整理清洗、纺织印染废水处理、服装加工等方面得到应用。生物酶技术在改进染整工艺、节约能源消耗、减少环境污染、提高产品质量、增加附加值、利用新原料开发产品等方面有着独特的优势。

目前，纺织加工中广泛应用的酶制剂有纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化物酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八大类。

开发生物酶在纺织品后整理中的新用途，开发低能耗的生物酶洗涤剂，在纺织品加工中采用各种生物酶处理代替粗放、高能耗、高污染的化学处理工艺，是国外助剂行业和印染加工业技术发展的趋势。

目前国内印染厂使用较多的是国产的淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、蛋白酶、碱性果胶酶等。国内许多化工企业也开发了一些生物酶品种，如SKD系列煮练酶（转基因生物复合酶制剂），可适用于不同类型纺织品的前处理；上海纺织科学研究院开发的生物酶制剂SCO，由生物复合酶与螯合分散剂组成。但总体上，国产品种单一，应用效果不够理想。

酶制剂的发展非常快，随着生物工程、转基因技术在酶制剂行业的应用，可以对酶进行改造、基因重组，得到具有预期效果的酶制剂。例如，将耐温DNA编码到淀粉酶中，使酶可以在高温下使用。酶制剂催化反应的专一性，杜绝了副反应的发生。酶的催化速度非常快，比普通化学反应快10亿倍，分解产物也比较简单，容易从织物上除去，节省洗涤用水。这些优点决定了它在染整中受到青睐。酶制剂在染整工业中的应用领域在不断扩大，如退浆、煮练、漂白、纤维抛光、羊毛防起球、羊毛除鳞、牛仔裤的石磨、丝绸脱胶，将来还可以用于羊毛、丝绸染色，以及染色前的脱脂等。关键是要选择最合适的酶制剂。目前需进一步解决的关键技术包括：

1、新型酶在纺织加工中的应用。目前，科研人员正在研究新型酶。他们选择具有某些功能的细菌，将其改造成高性能的酶，或通过克隆、转基因或遗传工程菌生产新型酶，或根据化学生物学结构和酶学原理合成新型酶。这些新型酶被称为酶模拟物。目前，研究较成功的酶有PVA分解酶、聚酯分解酶、分解尼龙低聚物的遗传工程菌以及合成酶等。

2.利用环保型蛋白酶催化水解将羊绒鳞片表面细化到适当的程度，结合聚氨酯与柔软剂的整理工艺，使羊绒的手感和品质达到或接近羊绒的品质。聚氨酯与氨基硅油柔软剂并用，研究其协同效应。研究羊绒氧化预处理对蛋白酶催化水解羊绒角质层的作用和影响，探索合理的预处理方法和工艺。

3、研究纤维素酶对纤维素纤维结构与性能的影响。针对纤维素酶在实际应用中整理效果重现性差、纤维强度损失大、对纤维素纤维的作用机理不明确以及纤维素酶活性测定方法不能很好地预测实际处理效果等问题，建立了纤维素酶活性测定方法。研究了不同活性的酶处理后纤维结构与性能的变化，探究了影响酶处理效果的外界因素。

4、化学纤维的酶改性研究：利用丙烯酸水解酶、丙烯酸水合酶和酰胺酶的催化作用，改善丙烯酸纤维吸湿性差、表面电阻大、静电严重的缺点。利用多种脂肪酶的组合，实现聚酯的生物降解和表面改性，从而改善聚酯纤维的亲水性和保湿性，提高分散染料的上染率。生物酶改性研究等。