微生物來源的TGase(MTG)是一種催化;D(zhuǎn)移反應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶,它可以催化蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)、蛋白質(zhì)和氨基酸之間的連接等,從而改善蛋白質(zhì)的性能日。文獻(xiàn)p]通過 MTG處理羊毛,表明其能修復(fù)預(yù)處理所造成的強(qiáng)力損傷,同時(shí),也通過MTG酶的催化作用將帶有熒光尸胺引入羊毛纖維,證實(shí)了MTG酶催化羊毛蛋白與伯胺的交聯(lián)。蠶絲蛋白質(zhì)分子中存在一定量的伯胺、賴氨酸,利用谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶處理真絲來改善其抗皺性具有理論上的可行性。本文以MTG酶為整理劑,以折皺回復(fù)角及強(qiáng)力為考察指標(biāo),研究了MTG酶對(duì)真絲織物性能的影響。
1 試驗(yàn)
1.1 試驗(yàn)材料
織物:1 1206真絲電力紡(無錫絲綢一廠);酶試劑:谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(MTG,江蘇省泰興市一嗚精細(xì)化工有限公司),最佳處理pH5-8,活力為100U/mg;2709堿性蛋白酶(無錫杰能科生物工程有限公司),最佳處理pH8-10,活力為100 U/mg。
化學(xué)試劑:30%過氧化氫(分析純AR)及硅酸鈉(分析純AR)(國(guó)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司)。
1、2 試驗(yàn)設(shè)備及儀器
SK3200LH超聲波清洗器(上?茖(dǎo)超聲儀器有限公司);電子天平(Mettler—toledo Group);HH—S14s電熱恒溫水浴鍋(金壇市環(huán)保儀器廠);YG(B)541D型全自動(dòng)數(shù)字式織物折皺彈性儀(溫州方圓紡織儀器廠);YG026A型電子織物強(qiáng)力機(jī)(常州第二紡織機(jī)械廠)。
1.3 處理工藝流程及條件
MTG處理工藝:熱水預(yù)處理(45 純凈水)一酶處理(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% ,溫度40 ,時(shí)間80min,浴比1:20,純凈水)一水洗一晾干。
過氧化氫/MTG酶處理工藝:過氧化氫溶液浸漬(30%過氧化氫,40mL/L,溫度50 ,時(shí)間25min,浴比1:20)一充分水洗一酶處理(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,溫度40 ,時(shí)間80min,浴比1:20)一水洗一晾干。
蛋白酶/MTG酶處理工藝:蛋白酶溶液浸漬(硅酸鈉調(diào)節(jié)pH9,蛋白酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%,溫度30 ,時(shí)間30min,浴比1:20)一充分水洗一酶處理(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,溫度40℃,時(shí)間80min,浴比1:20)一水洗一晾干。
超聲波/MTG酶處理工藝:超聲波水浴預(yù)處理
。59KHz,100%power,時(shí)間30min,浴比1:20)一MTG酶處理(質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%,溫度40℃ ,時(shí)間80min,浴比1:20)一清水沖洗一自然晾干。
1.4 測(cè)試方法
。1)傅立葉變換紅外光譜分析;
(2)掃描電鏡:采用掃描電子顯微鏡表征MTG酶處理前后蠶絲纖維的表面形態(tài);
(3)折皺回復(fù)角:參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
。4)斷裂強(qiáng)力:參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3923.1— 1997紡織品織物拉伸性能》,在YG026A型電子織物強(qiáng)力機(jī)上測(cè)試,取經(jīng)緯向的平均值。
2.4 超聲波/MTG酶處理
近年的研究表明,超聲波技術(shù)在紡織品前處理中的應(yīng)用能提高處理效果、縮短處理時(shí)問、簡(jiǎn)化工藝流程等。超聲波作用于纖維高分子材料時(shí),在材料的原始缺陷處(即無定型區(qū)的空隙)產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變能的集中,它所傳遞的能量有一部分轉(zhuǎn)化為裂縫擴(kuò)展新表面所需要的能量引起裂紋的擴(kuò)展,致使纖維的表面如同被腐蝕一樣,大大增加了吸附整理劑的纖維比表面積。而根據(jù)酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論,在同等條件下,具有較高酶平衡吸附量的纖維化學(xué)反應(yīng)速度較快。
由圖6可以看出,超聲波和MTG酶具有很好的協(xié)同作用,經(jīng)過其復(fù)合整理的試樣,折皺回復(fù)角由233.1。提高到273.6。,增幅達(dá)到17.4%。同時(shí)從斷裂強(qiáng)力柱形圖也可以看出,經(jīng)過超聲波/MTG酶復(fù)合處理的試樣,強(qiáng)力不僅沒有受到損傷,而且還有所提高,強(qiáng)力由空白樣的282.7N提高到314.5N。分析認(rèn)為,超聲波對(duì)纖維的損傷是較溫和的,而這種輕微的損傷則大大增加了纖維對(duì)MTG酶的吸附,提高了處理效果。
2.5 比較分析
利用雙氧水的氧化作用、堿性蛋白酶的水解作用以及超聲波的侵蝕作用等對(duì)真絲織物進(jìn)行預(yù)處理,均使蠶絲蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了一定程度的損傷,增加了纖維表面對(duì)酶的吸附能力,有助于提高M(jìn)TG酶的催化作用。通過對(duì)斷裂強(qiáng)力分析比較,不難得出雙氧水、蛋白酶對(duì)蠶絲纖維表面造成了比較嚴(yán)重的損傷,即使經(jīng)過MTG酶的修復(fù)作用,斷裂強(qiáng)力仍然不能完全恢復(fù),也可能是由于這種損傷,折皺回復(fù)角的進(jìn)一步提高也受到了限制,與單獨(dú)MTG酶處理相比只是略有改善;而超聲波所產(chǎn)生的輕微損傷經(jīng)過MTG酶處理后是可以完全恢復(fù)的,強(qiáng)力甚至比原樣有所提高。同時(shí),其抗皺性的改善也較前兩者更為突出。因此,超聲波的預(yù)處理方法比較適宜。
3 結(jié)論
。1)單獨(dú)利用MTG酶對(duì)真絲織物進(jìn)行抗皺整理,折皺回復(fù)角和斷裂強(qiáng)力都得到了提高,傅立葉紅外光譜分析也表明了MTG對(duì)蠶絲蛋白質(zhì)的催化作用。 (2)雙氧水和蛋白酶對(duì)真絲的破壞作用可為MTG 的交聯(lián)反應(yīng)提供有利條件,經(jīng)它們預(yù)處理可以提高 MTG的處理效果,同時(shí),MTG酶對(duì)預(yù)處理造成的強(qiáng)力損傷有一定的修復(fù)作用。
。3)通過幾種預(yù)處理方法的效果比較,超聲波/MTG 酶復(fù)合處理的效果最好,不僅使折皺回復(fù)角得到了顯著的提高,同時(shí)也使斷裂強(qiáng)力有所增加。
來源: 田曉蕊,高衛(wèi)東(來源互聯(lián)網(wǎng))
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