世界各國對紡織品及環(huán)境無害的要求越來越高,要求用“清潔無害的化學(xué)”方法來進(jìn)行紡織染整加工,傳統(tǒng)的染整加工都或多或少地采用了“有害的化學(xué)”方法.酶是天然蛋白質(zhì)產(chǎn)品,它們?nèi)菀咨锝到猓粫廴炯徔椘泛铜h(huán)境,因而酶在紡織染整加工應(yīng)用中倍受重視.染整添加劑(本文主要討論表面活性劑)是在一定條件下能夠影響纖維素酶作用效果的物質(zhì).表面活性劑兩兩復(fù)配時(shí),其溶液物理化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生顯著變化,不同于單獨(dú)作用時(shí)各自的物理化學(xué)性質(zhì),或產(chǎn)生協(xié)同增效作用,或產(chǎn)生“反抗作用”,因而對纖維素酶的作用效果產(chǎn)生更大的影響.我們?yōu)榇俗隽舜罅康膶?shí)驗(yàn),希望從中了解表面活性的復(fù)配規(guī)律及復(fù)配后的處理效果,尋求一種對酶有更好促活作用的表面活性劑.
用酸性纖維素酶(諾維信公司CellsoftL型)、陰、陽、非離子表面活性劑、蒸餾水、酷酸鈉一酷酸、純堿同浴,對28x28/236x236純棉漂白布進(jìn)行整理.然后利用DT一100型單臂分析天平J刀02電熱鼓風(fēng)干燥箱、昭D一111型白度儀和45度斜面硬挺度測試儀分別測試織物的失重率、硬挺度和白度.失重率為處理前后布樣重量之差除以處理前布樣干重.硬挺度參照標(biāo)準(zhǔn)FJ 552.4一85.織物的手感由專家小組評定,1級手感為最差,5級手感為最好.白度參照標(biāo)準(zhǔn)GB 8425一87.
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3 .1非離子表面活性劑對酶作用的影響
非離子表面活性劑在水溶液中作用的基團(tuán)不帶電荷,因而不存在電性斥力影響酶分子與底物(纖維素分子)的結(jié)合.非離子表面活性劑可使織物表面張力降低,使酶更易向棉的1,4一p普鍵接近,產(chǎn)生切斷作用,使纖維素酶作用于棉織物的效果增大一般非離子表面活性劑會使酶的作用效果增大.
表1、表2和表3分別為乙酸聚醚、月桂醇聚醚和正辛醇醚對棉織物纖維素酶處理效果的影響,從中可以看出:非離子表面活性劑,從整體作用的效果來看,醚類大體上使酶作用效果增大.因?yàn)橐宜峋勖,正辛醇醚與纖維素酶共同作用時(shí),棉織物的失重率都比2.24%大,但也有例外,月桂醇聚醚對酶有抑制作用.因?yàn)樵鹿鸫季勖雅c酶相互作用產(chǎn)生月桂醇聚醚一酶的復(fù)合體,比游離酶不活潑,阻礙了纖維素酶向棉的1,4-p普鍵的接近[4}.而另兩種表面活性劑可能分子尺寸太小,不足以阻礙纖維素酶,難以形成表面活性劑一酶的復(fù)合體.從失重率、硬挺度、手感、白度,選擇了乙酸聚醚和月桂醇聚醚作為較理想的非離子表面活性劑.
3 .2同系物表面活性劑的復(fù)配
表面活性劑的復(fù)配大致分為同系物復(fù)配與離子型和非離子型復(fù)配兩種類型.同系物復(fù)配其物理化學(xué)性質(zhì)常介于各個(gè)純化合物之間.復(fù)配效果與憎水基結(jié)構(gòu)和親水基所帶電荷有關(guān).離子型和非離子型表面活性劑的復(fù)配,復(fù)配效果與表面活性劑的添加順序有關(guān).我們將同系物醚類物質(zhì)(屬非離子表面活性劑)進(jìn)行兩兩復(fù)配,并與單一的醚類物質(zhì)和纖維素酶共同作用時(shí)的效果進(jìn)行比較,從中選出較好者.我們也將進(jìn)行離子型和非離子型表面活性劑的復(fù)配,選擇陰離子型和非離子型表面活性劑,交換它們的添加順序,看它們與棉織物作用的效果是否有所不同.并將兩種表面活性劑與纖維素酶共同作用時(shí)的效果進(jìn)行比較,看是產(chǎn)生了協(xié)同增效作用,還是“反抗作用”.
表4、表5和表6分別為乙酸聚醚/月桂醇聚醚、月桂醇聚醚/乙酸聚醚和正辛醇聚醚/乙酸聚醚的復(fù)配對棉織物纖維素酶處理效果的影響,從中可以看出:3種醚類物質(zhì)復(fù)配的效果都介于各自單獨(dú)與纖維素酶同浴中數(shù)據(jù)最好.月桂醇聚醚/乙酸聚醚復(fù)配物的效果較正辛醇聚醚/乙酸聚醚的效果好.這可能與表面活性劑憎水基的結(jié)構(gòu)相似有關(guān),乙酸聚醚與月桂醇聚醚均為直鏈醚類,而正辛醇聚醚為支鏈醚類,前者可能產(chǎn)生協(xié)同作用,而后者發(fā)生了“反抗作用”從乙酸聚醚/月桂醇聚醚、月桂醇聚醚/乙酸聚醚復(fù)配的效果來看,前者比后者好.因而我們選用乙酸聚醚/月桂醇聚醚的復(fù)配。處理的效果之間.乙酸聚醚/月桂醇聚醚的復(fù)配在本組中數(shù)據(jù)最好.月桂醇聚醚/乙酸聚醚復(fù)配物的效果較正辛醇聚醚/乙酸聚醚的效果好.這可能與表面活性劑憎水基的結(jié)構(gòu)相似有關(guān),乙酸聚醚與月桂醇聚醚均為直鏈醚類,而正辛醇聚醚為支鏈醚類,前者可能產(chǎn)生協(xié)同作用,而后者發(fā)生了“反抗作用”.從乙酸聚醚/月桂醇聚醚、月桂醇聚醚/乙酸聚醚復(fù)配的效果來看,前者比后者好.因而我們選用乙酸聚醚/月桂醇聚醚的復(fù)配.
3.離子型與非離子型表面活性劑的復(fù)配
由表7、表8可知:拉開粉/月桂醇聚醚、月桂醇聚醚/拉開粉的復(fù)配對棉織物纖維素酶處理效果的影響,前者優(yōu)于后者.即離子型表面活性劑加入非離子型表面活性劑的情況優(yōu)于在非離子型表面活性劑中加入離子型表面活性劑的情況.從拉開粉/月桂醇聚醚實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知:隨著非離子型表面活性劑的不斷加入,棉織物的失重率先增后減,在月桂醇聚醚相對棉織物的用量為0 .75%時(shí),達(dá)到棉織物的最大失重率(4 .87%).表明離子表面活性劑中只需少量非離子型表面活性劑存在,即可使cMc大大降低,表面活性增大,這是因?yàn)榉请x子表面活性劑與離子表面活性劑在溶液中能形成混合膠束,非離子表面活性劑分子“插入”膠束中,使原來離子表面活性劑離子頭間的斥力減弱,再加上兩種表面活性劑的疏水鏈之間相互作用,而易形成膠束,使溶液的CMC下降,表面活性增大.
4結(jié)語
(l)在表面活性劑復(fù)配設(shè)計(jì)中,離子型和非離子型表面活性劑的復(fù)配較之同系物之間復(fù)配效果好.
(2)在離子表面活性劑中加入非離子表面活性劑較之非離子表面活性劑中加入離子表面活性劑效果好.