饰品之家讯：超声波对生物酶用于处理棉织物的作用(上)唐志翔 (上海市印染技术研究所，上海 200020)1 超声波和生物酶在染整中的应用1·1 超声波的性能及其作用[1、2]频率2Ohz-2OkHz的声波属于人类正常听觉范围，称"可闻声波"；通常频率在2OkHz以上即称为"超声波";而频率超过5×lO5Hz则称为"特超声波"。超声波很像电磁波，可被聚焦、反射和折射，但是不同于可通过真空传输的光波等形式的电磁辐射，超声波必须通过弹性介质传播。超声波在传播时，粒子在弹性介质中振动，按传播方向通过介质传递超声波的能量。根据其在介质中的传递方式可以区分为：(1)纵波，粒子平行于波的传递方向振动；(2)横波或剪切波(shearing wave)，粒子垂直于波的传递方向振动。在气体和液体内只可传递纵波；而在固体中纵波和横波两者都可传递。分子在液体中的纵向振动造成压缩和膨胀，产生空穴作用，形成小气泡。然后，气泡膨胀，在压缩期间剧烈破裂，产生了所谓冲击波(shock wave)。另外，超声波通过介质传播，其能量被液体吸收而产生热量(诱导热)。超声波应用于纺织品染整湿加工中，超声波能量、液体介质和所含物质之间的相互作用，引发了强烈的物理化学反应，使纺织品染整湿加工可以取得良好的效果。有人通过试验认为超声波的空穴作用的效应远远大于诱导热[3]。Saligram等人研究表明：在水中的最佳空穴作用产生在45-50℃。Last和Mc and Less表明：产生空穴作用约有效频率是在5-5OkHz范围之内。较高频率产生的气泡大小对传播冲击波方面并不那么有效，而无任何价值；较低的频率由于产生过度的噪声，尽管实际产生了较多空穴，亦并无用处[3]。又有人认为在多相体系中的空穴作用 (如在纺织品染整湿加工中)，要比在均相体系

√

√

√

√

个别试出可减少条花等疵点[1][4][5]

还原

√

√

√

[l]

毛

酸性

√

√

√

[l]

丝

碱性,酸性,媒染

√

√

√

粘胶

直接

√

√

可在60℃以下染色[1]

醋酯

分散

√

√

[l]

三醋酯

分散

√

√

可在77℃染色30s[l]

涤纶

分散<

√

可在50℃染色[2]

耐纶

分散

√

[1]

酸性、活性

√

√

√

用耐纶薄膜试验[1][7]

腈纶

分散

√

√

可在77℃染色30s[1]


注：附注中中括号内的数字表示参考文献序号1·2·5 后整理方面[1]棉织物用脲醛树脂整理时，结合应用超声波与不用者相比，提

140.3

317.1

-24.5

1-2

2.0

0

1.4

1.77

200.4

139.4

339.8

-19.1

1-3

2.0

12

1.4

2.35

200.4

145.2

345.6

-17.7

1-4

2.0

12

0.0

2.20

191.1

150.6

341.7

-18.7

未处理

229190.2

420.0


注：表中电流是指产生超声波能量的电流量2·2·1·1 失重率从失重率情况即可表示织物经受上述各种处理的作用程度。失重率愈大，表示处理作用愈大。(1)试样1-1为对照样，只用缓冲液(不用酶)而经超声波和循环处理，其失重率只有0.18%；而用酶处理的各种试样，包括酶加循环、酶加超声波，以及酶加两者结合处理(试样1-2、1-4和1-3)的失重率上升到1.77%-2.35%，说明酶的作用很大。其中以试样1-3(即酶加超声波和循环处理)失重率最大，亦即对棉织物作用最大。(2)试样1-2(酶单加循环处理)同试样1-3(酶加超声波和循环处理)相比，失重率由1.77%上升到2.35%，增加了32.8%，表明超声波对改善酶的性能作用较大。说明：因连接超声波换能器的膜板的有效表面约为试样总表面的50%，所以只是试样总表面的一半经受超声波的作用，以产生上述酶处理效率的改善。(3)试样1-4(酶单加超声波处理)同试样1-3(酶加超声波和循环处理)相比，失重率由2.20%增加到2.35%，只增加了6.8%；说明增添循环处理对改善酶处理性能方面的作用很小。(4)试样1-2(酶加循环处理)同试样1-4(酶加超声波处理)相比，失重率由1.77%增加到2.20%，增加了24.3%，说明超声波比循环处理的作用大了很多。2·2·1·2 断裂强力(1)试样-2(酶单加循环处理)、试样1-4(酶单加超声波处理)和试样1-3(酶加循环和超声波处理)的断强比未处理样的下降程度，分别为-19.1%、-187%和-17.7%，三者不相上下，说明超声波对织物断强基本上没有影响。

4.0

0

1.4

3.14

198.7

143.4

342.1

-20.7

2-3

4.0

15

1.4

3.89

160.8

144.3

305.1

-35.3

2-4

4.0

15

0.0

3.81

188.0

155.9

343.9

-20.0

2-5

0.0

0

1.4

0.07

207.6

174.2

381.8

-8.2

未处理

216.4

196.4

412.@

未处理(烘干)

229.8

190.2

420.0


注：电流是指产生超声波能量的电流量2·2·2·1失重率(1)试验中用0.4%酶液的试样(试样2-2、2-4和2-3)的失重率为3.14%-3.89%，而试验1#中用0.2%酶液的试样(试样1-2、1-4和1-3)的失重率为1.77%-2.35%。两者相比，试验2#的失重率只比试验1#的提高了65.5%-77.4%，说明并不由于酶浓加倍而失重率成倍增长。试验中的试样2-2和2-3相比，在超声波处理时对酶性能的改善作用(即失重率由3.14%增加到3.89%)为23.9%；而试验1#中，用较低酶液用量(0.2%)的试样1-2和1-3相比，超声波处理时对酶性能的改善作用 (即:失重率由1.77%增加到2.35%)却为32.8%，远比前者显著。表明在较低浓度的酶液中，超声波处理对改善酶性能的作用较为显著。(2)试样2-1中无酶而经超声波和循环处理的失重率为0.29%。试样2-5也是无酶而只经循环处理的失重

0.0

13.0

0.14

231.5

208.5

440.0

3-2-1

1.0

0.0

2.22

220.0

170.0

390.0

3-2-2

1.0

13.0

2.86

28.8

222.9

164.5

387.4

3-3-1

1.5

0.0

2.72

204.7

175.0

279.7

3-3-2

1.5

13.0

3.44

26.4

175.5

180.3

358.

3-4-1

2.0

0.0

2.45

207.7

184.2

391.9

3-4-2

2.0

13.0

3.38

38.0

189.6

182.0

371.6

3-5-1

2.5

0.0

3.16

208.2

173.9

382.1

3-5-2

2.5

13.0

3.47

9.81

191.5

174.3365.8

3-6-1

3.0

0.0

3.02

210.2

171.2

381.4

3-6-2

3.0

13.0

3.51

16.2

176.4

177.2

353.6

3-7-1

4.0

0.0

3.31

207.8

170.6

368.4

3-7-2

4.0

13.0

4.07

23.0

175.4

157.8

333.2

3-8-1

5.0

0.0

3.59

208.3

170.9

379.2

3-8-2

5.0

13.0

4.13

15.0

162.7

166.6

329.3

3-9-1

8.0

0.0

3.87

203.5

172.9

376.4

3-9-2

8.0

13.0

4.13

6.72

189.8

161.5

351.3

3-10

未处理

218.1

208.3

426.4

3-11

未处理(烘干)

218.8

196.7

415.5


注：①电流是指产生超声波能量的电流量;②失重率增加程度为各档酶用量时引入超声波处理与未用超声波处理的两试样比较结果(1)所有酶加超声波处理试样的失重率，都比只用酶处理的为大。根据表4内所列，在各档酶浓引入超声波处理时，从失重率增加的程度(%)项中数据，计算酶用量1-3g/L和4-8g/L时分别的平均失重率增加程度(%)，虽然有些实验数据不大精确，但可以从中看出其变化趋势。计算酶用量在1-3g/L范围内，酶加超声波处理的，比单用酶处理的平均失重率增加程度(%)约为+25%左右；而酶用量在4-8g/L范围内，酶加超声波处理的比单用酶处理的平均失重率增加程度只有+14%左右，表明超声波处理在较低酶液用量时所发挥的作用较大。(2)酶处理时，织物断强随其用量的增加而下降。(3)酶加超声波处理，断强下降程度稍有增加，可归因于在超声波作用下酶处理的效应有改善之故。(4)试样3-10未处理样、试样3-11未处理(烘干)样和试样3-1无酶只超声波处理的断强基本相同，说明超声波处理、烘干对断强基本上并无影响。2·3 小结(1)酶处理时导入超声波可显著改善酶的性能；而基本上并不影响棉织物的断裂强力。(2)酶处理可以通过用超声波和常规循环(机械搅动)相结饰品之家专注于各种家居的饰品，家纺，小饰品，装饰品，礼品，春节礼品，精美礼品的新闻资讯和导购服务，敬请登陆饰品之家：http://jiafang.jc68.com/