嗜麦芽窄食单胞菌剥除羊毛鳞片层及对染色性能影响研究

摘要

羊毛是一种重要的可供纺织应用的动物纤维，属于典型的蛋白质纤维。由于羊毛纤维鳞片层结构的原因，给纺织生产以及服装加工过程带来了困难：在纺织染整过程中，染料的匀染性低，透染性差，利用率低，染色时间长，严重浪费电能、水能、染化料等资源；在成衣的服用过程中起毛起球现象严重，对人体产生刺痒感，甚至引起过敏问题，严重威胁人体健康。我国的羊毛生产区域主要集中在内陆地区，例如东北、西北、华北、西南地区，产量以中等半细羊毛为主，细羊毛的产量不多，高档的细羊毛以及羊绒主要依靠进口。我国自身羊毛产量只能满足中低档产品的需求，因此当今应该加大力度研究羊毛纤维改性方法，达到与羊绒相似的指标：鳞片密度60-70/mm，鳞片厚度低于0.55μm，平均直径13.5-15.5μm，减少优质羊毛进口量。本课题针对利用生物法对内蒙古地区的羊毛进行了优化处理。
　　首先用嗜麦芽窄食单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia DHHJ）对羊毛散纤维进行摇瓶发酵处理，经扫描电子显微镜电镜观察，得知该菌种可有效降解羊毛纤维鳞片角蛋白，探究培养基成分干酪素用量对羊毛纤维降解效果的影响，得出不加干酪素时剥除鳞片更高效，酶活为5.4 U。进一步通过控制变量法考察摇床转速（160r、200r、250r）和培养时间(6h、12h、24h、48h、72h、96h)对降解效果的影响，最终确定摇床转速为160r。
　　其次，还利用发酵罐研究了嗜麦芽窄食单胞菌（ S.maltophilia DHHJ）对羊毛涤纶混纺织物剥鳞效果的影响，培养基与上述相同，同理考察培养时间(6h、12h、24h、48h、72h、96h)和发酵罐转速（160r、200r、250r）对羊毛纤维降解效果的影响，最终确定羊毛涤纶混纺织物的最佳发酵工艺为：温度30℃，培养时间72h，发酵罐转速250r。
　　再次，按照常规酸性染料处方及其工艺，分别对生物处理前后羊毛纤维和羊毛涤纶混纺织物进行染色，探究不同染色温度（40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃）下的上染速率曲线、匀染性、摩擦牢度、起毛起球性能、缩水性能等，得出生物法处理羊毛后明显改善了纺织印染工艺，有望实现低温40℃染色，上染率高达90％，匀染性超越传统染色，摩擦牢度达到4~5级，起毛起球性能达到4~5级，优于传统工艺。