生物技术在纺织工业中的应用

生物技术在纺织工业中的应用摘要介绍了生物技术在纺织工业中的广泛应用，包括新型纺织纤维的开发、化学处理、纺织品风格整理等方面。新纤维的开发为纺织工业拓宽了原材料领域，而生物酶在纺织工业的应用顺应了清洁生产以及节能环保这一全球大趋势。关键词生物技术；新纤维；生物酶；织物整理生物技术是指利用生物学的各种研究方法和手段，应用先进的生物工程技术生产出适用于各种特定要求的物质，最终实现为各个行业服务的目的的一种新型跨学科技术。【3】随着生物技术日新月异的发展，其在纺织工业中的应用也日渐广泛，并取得了理想的效果。1．生物技术在新纤维开发上的应用【1,2】将现代生物技术运用于纺织纤维的开发领域已经取得了非常大的成功。这不仅有效的改进了现有纺织原料存在的不足，还可根据需要开发出适合纺织生产的新纤维，扩大了原料的范围，为纤维材料的研发开辟了新的途径。天然彩色棉纤维:将发色基冈植入白棉的基因中，通过基因重组将发色基冈整合到棉花的基冈组中，进而表达出目的基闪的色泽，从而获得具有天然色彩的彩棉纤维。其它新型棉纤维.利用现代生物技术中的基因工程技术可向棉纤维中引入其它成分，形成天然多成分棉，蜘蛛丝:通过对蜘蛛丝蛋白的研究获得了相对应的基因，将该基因通过转基因手段植入奶牛和山羊乳腺细胞的DNA中，从其分泌的乳汁中可以获得经过重组的蜘蛛丝蛋白，并可从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。另外可利用微生物发酵技术将表达蜘蛛丝蛋白的有关基因，重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等这一类微生物的基因组中，通过发酵培养使其产生大量的蜘蛛丝蛋白。改性羊毛:运用DNA分析技术及DNA片段分离技术鉴别出优秀的绵羊，从而更加科学准确的选择良种绵羊，以便大批繁殖还将能控制羊毛细度的基因植入绵羊体内，从而获得又细又长又软的羊毛，为生产高档轻薄型毛织物提供了原料。具有生物特性的纺织纤维，如：抗微生物技术在纺织品中的应用、甲壳素和壳聚糖在纺织上的应用、Lyocell纤维、聚乳酸纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、竹纤维等。2生物技术在织物整理中的应用随着人类环境保护和安全健康意识的不断提高，纺织品印染加工对环境的污染及纺织服装残留的各种有害物质对人类健康的影响越来越引起世界各国的关注，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。企业对清洁生产的认识逐步增强，节能环保的新技术、新工艺、 新设备的推广应用将是大势所趋。生物酶制剂，作为一种节能减排、对环境友好的助剂，正在纺织印染加工中扮演着越来越重要的角色。利用生物酶对织物进行整理是一种符合环保要求的理想方法。生物酶是一种生物催化剂，能加快化学反应速率，具有高效、专一【8】和反应条件温和等特性。它的化学本质是蛋白质，因而可以生物降解，对环境友好。目前生物酶在纺织领域中的纤维改性、真丝脱胶、原麻脱胶、染整的退浆、精练整理和净洗加工，纺织印染的废水处理以及服装的成衣加工等方面都有所应用。织物风格整理用纤维素酶对织物进行整理可得到特殊的效果：(1)减量：用纤维素酶对织物进行减量处理，可以使织物具有丝绸感.(2)柔软：用酶加工能使织物具有较好的柔软手感，这种柔软性不同于一般柔软剂加工.(3)去除茸毛：棉织物由纤维素酶处理后，随着处理时间的增加，茸毛可以大量去除,从而改善织物光泽，染色后色光更鲜艳。(4)牛仔服的“生物洗”：用酶洗工艺可减少石磨时浮石用量，保护机器不受损伤，避免浮石尘屑，减少环境污染。【2】蛋白质纤维的酶处理对于蛋白质纤维的酶处理主要集中在羊毛和丝绸上。羊毛酶处理主要用于防毡缩、柔软丝光处理和降低染色温度等，是羊毛制品高档化、高附加值有效途径之一。目前我国桑蚕丝的精练方法主要有皂碱法、酶解结合皂碱法和酶解结合洗涤剂法三种。麻纤维的脱胶处理用生物酶对麻纤维进行脱胶具有纤维强力损失小，纤维光洁柔软，成纱性能好，且生产效率高，能耗小等优点，酶法脱胶具有非常好的发展前景。染整工艺的前处理退煮漂的前处理加工是去除淀粉等浆料、多种非纤维素杂质，为后续加工创造条件。生物酶主要用于退浆和精练工艺，取代传统的烧碱等助剂。酶退浆是应用生物酶催化水解织物上的浆料。浆料有多种：淀粉、改性淀粉、PVA、CMC等。目前用于织物退浆的生物酶是淀粉酶。它对淀粉类浆料具有很强的分解作用，退浆效果较好，与传统碱退浆工艺相比，淀粉酶退浆工艺具有很多的优越性。生物酶精炼利用酶的专一性，能有效分解去除伴生杂质，并不会损伤到纤维，并且精练后织物表面光洁，手感柔软，有利于提高产品的附加值，同时生物方法对环境、操作人员及设备都不会造成伤害。在漂白中，生物酶主要用于氧漂净洗工艺，确保染色前完全去除所有残余的过氧化氢。过氧化氢酶使一种氧化还原酶，对过氧化氢有催化分解的作用。过氧化氢酶用于漂白后过氧化氢的去除，其主要优点为：在冷水中作用，可以节约大量能源；水解产物为水和氧气，减少环境负荷；缩短漂白与染色之间的冲洗时间。生物抛光是用纤维素酶去除织物表面的绒毛，使织物达到表面光洁，抗起毛球，手感柔软、蓬松等独特性能的整理。酶的作用是弱化微纤的末端，但没有把它们和纱线分开，还要靠机械作用来完成。棉织物经活性染料染色后往往要进行皂洗，促使纤维内部未固着的水解染料扩散到纤维 表面，同时解吸到洗涤液中。国外已经开发了用于染色或印花后去除浮色的皂洗酶，通过将未反应固着染料及水解产物中的分子发色团破坏清除来提高染色织物的色牢度，同时降低水洗成本和时间。这种皂洗酶实际上是一种漆酶，使借助漆酶对特定结构活性染料的分解作用，去除棉织物表面的浮色和水解染料。【5】结论与展望生物技术以其特有的优势在纺织工业中的应用越来越广泛，但同时也带来了很多新的问题和困扰。在新纤维的开发应用以及产品推广过程中，所出现的问题也造成了市场混乱。分类和命名问题时常导致消费者的概念混淆、而各种新材料的区别和鉴定也为企业以及相关部门提出了严峻的考验、功能性纤维的开发和评价成为企业和消费者共同关注的话题、此外新纤维的使用也是一个问题，使用不当严重影响新纤维的品质。同时在利用生物制剂进行纺织加工中也存在很多问题。纺织工业利用生物产品进行生产时往往对生物产品的性能认识不深刻，不能够很好地发挥生物制剂本身优良的性能；再加上生物处理和化学处理相协同容易干扰生物试剂的处理效果。虽然在利用生物技术开发和使用新型纤维的过程中，不可避免地存在一些问题。但是科研工作者应该坚定信念，一方面积极解决出现的问题，另一方面作为新纤维的使用开发人员，我们也要认真钻研，从而使新纤维扬长避短、产品更富有特色。随着技术的进步，相信这些难题也会迎刃而解。随着生物技术在纺织工业各个领域的深入，它将对生态纺织产生巨大的促进作用。利用生物技术一定会使纺织品在新的层次上实施“绿色纤维”、“绿色设计”、绿色制造”的“绿色纺织”，这种“绿色纺织”可在污水治理、环境保护中起到重要作用。2l世纪将是生物工程的世纪，随着生物技术的不断发展，其在纺织工业上的应用已呈现了无限广阔的前景，为纺织工业带来了可观的经济效益，并能产生巨大的社会效益。我们完全相信，随着科学技术的不断发展，在未来的日子里生物技术必将给纺织工业带来更大发展空间。参考文献【l】王冉冉简述生物技术在纺织工业中的应用第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集【2】王燕酶制剂应用在纺织工业中诺维信生物技术有限公司市场技术报告[3】李桂珍．生物技术在麻纺织领域的开发与应用【J】．麻纺织技术，1998，(3)：14一18．【4】林志武。柯家骥．生物技术对生态纺织业的影响与展望【J】．江苏纺织，200l，(10)：18-一20．【5】董凤春，贾永堂，刘国联．绿色纤维与生态服装【J】．丹东纺专学报，2003(12)：35-36．【6】刘颖．竹材纤维的性能研究与脱胶工艺探讨【D】．北京：北京服装学院，2005．【7】童德充，张洪曲．绿色环保大豆蛋白纤维的应用及产品开发唧．四川省丝绸工业【8】7IValGYachmene～．EfiecIolhOllicationoncottonpreparationwithalkalinepeetinase．’FRJ200I．71f6】527—533