微生物来源的TGase(MTG)是一种催化酰基转移反应的转移酶,它可以催化蛋白质发生交联、蛋白质和氨基酸之间的连接等,从而改善蛋白质的性能日。文献p]通过 MTG处理羊毛,表明其能修复预处理所造成的强力损伤,同时,也通过MTG酶的催化作用将带有荧光尸胺引入羊毛纤维,证实了MTG酶催化羊毛蛋白与伯胺的交联。蚕丝蛋白质分子中存在一定量的伯胺、赖氨酸,利用谷氨酰胺转胺酶处理真丝来改善其抗皱性具有理论上的可行性。本文以MTG酶为整理剂,以折皱回复角及强力为考察指标,研究了MTG酶对真丝织物性能的影响。
1 试验
1.1 试验材料
织物:1 1206真丝电力纺(无锡丝绸一厂);酶试剂:谷氨酰胺转胺酶(MTG,江苏省泰兴市一呜精细化工有限公司),最佳处理pH5-8,活力为100U/mg;2709碱性蛋白酶(无锡杰能科生物工程有限公司),最佳处理pH8-10,活力为100 U/mg。
化学试剂:30%过氧化氢(分析纯AR)及硅酸钠(分析纯AR)(国药集团上海化学试剂公司)。
1、2 试验设备及仪器
SK3200LH超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司);电子天平(Mettler—toledo Group);HH—S14s电热恒温水浴锅(金坛市环保仪器厂);YG(B)541D型全自动数字式织物折皱弹性仪(温州方圆纺织仪器厂);YG026A型电子织物强力机(常州第二纺织机械厂)。
1.3 处理工艺流程及条件
MTG处理工艺:热水预处理(45 纯净水)一酶处理(质量分数5% ,温度40 ,时间80min,浴比1:20,纯净水)一水洗一晾干。
过氧化氢/MTG酶处理工艺:过氧化氢溶液浸渍(30%过氧化氢,40mL/L,温度50 ,时间25min,浴比1:20)一充分水洗一酶处理(质量分数5%,温度40 ,时间80min,浴比1:20)一水洗一晾干。
蛋白酶/MTG酶处理工艺:蛋白酶溶液浸渍(硅酸钠调节pH9,蛋白酶质量分数2%,温度30 ,时间30min,浴比1:20)一充分水洗一酶处理(质量分数5%,温度40℃,时间80min,浴比1:20)一水洗一晾干。
超声波/MTG酶处理工艺:超声波水浴预处理
(59KHz,100%power,时间30min,浴比1:20)一MTG酶处理(质量分数5%,温度40℃ ,时间80min,浴比1:20)一清水冲洗一自然晾干。
1.4 测试方法
(1)傅立叶变换红外光谱分析;
(2)扫描电镜:采用扫描电子显微镜表征MTG酶处理前后蚕丝纤维的表面形态;
(3)折皱回复角:参照国家标准
(4)断裂强力:参照国家标准(GB/T 3923.1— 1997纺织品织物拉伸性能》,在YG026A型电子织物强力机上测试,取经纬向的平均值。
2.4 超声波/MTG酶处理
近年的研究表明,超声波技术在纺织品前处理中的应用能提高处理效果、缩短处理时问、简化工艺流程等。超声波作用于纤维高分子材料时,在材料的原始缺陷处(即无定型区的空隙)产生应力、应变能的集中,它所传递的能量有一部分转化为裂缝扩展新表面所需要的能量引起裂纹的扩展,致使纤维的表面如同被腐蚀一样,大大增加了吸附整理剂的纤维比表面积。而根据酶催化反应动力学理论,在同等条件下,具有较高酶平衡吸附量的纤维化学反应速度较快。
由图6可以看出,超声波和MTG酶具有很好的协同作用,经过其复合整理的试样,折皱回复角由233.1。提高到273.6。,增幅达到17.4%。同时从断裂强力柱形图也可以看出,经过超声波/MTG酶复合处理的试样,强力不仅没有受到损伤,而且还有所提高,强力由空白样的282.7N提高到314.5N。分析认为,超声波对纤维的损伤是较温和的,而这种轻微的损伤则大大增加了纤维对MTG酶的吸附,提高了处理效果。
2.5 比较分析
利用双氧水的氧化作用、碱性蛋白酶的水解作用以及超声波的侵蚀作用等对真丝织物进行预处理,均使蚕丝蛋白质结构受到了一定程度的损伤,增加了纤维表面对酶的吸附能力,有助于提高MTG酶的催化作用。通过对断裂强力分析比较,不难得出双氧水、蛋白酶对蚕丝纤维表面造成了比较严重的损伤,即使经过MTG酶的修复作用,断裂强力仍然不能完全恢复,也可能是由于这种损伤,折皱回复角的进一步提高也受到了限制,与单独MTG酶处理相比只是略有改善;而超声波所产生的轻微损伤经过MTG酶处理后是可以完全恢复的,强力甚至比原样有所提高。同时,其抗皱性的改善也较前两者更为突出。因此,超声波的预处理方法比较适宜。
3 结论
(1)单独利用MTG酶对真丝织物进行抗皱整理,折皱回复角和断裂强力都得到了提高,傅立叶红外光谱分析也表明了MTG对蚕丝蛋白质的催化作用。 (2)双氧水和蛋白酶对真丝的破坏作用可为MTG 的交联反应提供有利条件,经它们预处理可以提高 MTG的处理效果,同时,MTG酶对预处理造成的强力损伤有一定的修复作用。
(3)通过几种预处理方法的效果比较,超声波/MTG 酶复合处理的效果最好,不仅使折皱回复角得到了显著的提高,同时也使断裂强力有所增加。
来源: 田晓蕊,高卫东(来源互联网)
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