从涤纶纤维自身的特性和其改性研究的现状、理想的涤纶表面改性应满足的要求以及酶在纺织工业中的应用现状等方面出发,综述了涤纶纤维及其织物酶法改性的背景和国内外研究现状,介绍了涤纶酶法改性研究中所用的酶以及酶的筛选方法,探讨了涤纶酶法改性研究中存在的若干问题,并对涤纶酶法改性的前景做了展望。
### 涤纶的酶法改性研究进展
#### 一、引言
涤纶(Poly(ethylene terephthalate), PET)自1953年商业化以来,已成为广泛使用的合成纤维之一。涤纶因其高强度、手感柔软、耐磨、易洗等特性而在服装和家居用品中得到广泛应用。然而,它也有一些明显的缺点,例如透气性差、吸湿性低、容易产生静电等问题。为了改善这些不足之处,研究人员已经尝试了多种物理和化学改性方法。近年来,随着环保意识的提高和技术的进步,酶法改性作为一种新型的、更环保的技术受到了广泛关注。
#### 二、涤纶的特性及改性需求
涤纶是一种由乙二醇和对苯二甲酸缩聚而成的高分子化合物。它具有高结晶度、大取向度、高玻璃化转变温度等特点,分子间排列紧密且缺乏活性基团。这些特性赋予了涤纶优异的物理机械性能,但也限制了其在某些方面的应用,比如亲水性和染色性能不佳。
理想的涤纶表面改性应该满足以下几个条件:
1. **不损害原有性能**:保留涤纶固有的强度和耐用性。
2. **耐久性好**:改性效果持久稳定。
3. **经济效益高**:成本效益比合理。
4. **环境友好**:不会对环境造成负面影响。
#### 三、酶法改性的背景与现状
生物酶作为一类高效、特异性强的催化剂,在温和条件下能够加速化学反应,同时本身保持稳定。酶催化的反应条件温和、安全、无污染,并且酶可以循环使用,因此非常符合可持续发展的要求。目前,酶在纺织工业中的应用日益广泛,不仅用于天然纤维的处理,也开始应用于合成纤维,包括涤纶。
#### 四、涤纶酶法改性研究进展
##### 1. 聚酯的酶降解研究
聚酯是一类由多元醇和多元酸缩聚而成的聚合物,其中PET是最常见的类型之一。对于PET的酶法改性,研究其酶降解规律至关重要。已有研究表明,芳香族聚酯(如PET)比脂肪族聚酯更难降解。1977年,Tokiwa等人首次报道了一种Rhizopus delemar脂肪酶对多种聚酯颗粒的作用,结果显示大多数脂肪族聚酯发生了显著降解,而芳香族聚酯则几乎没有变化。
##### 2. 酶的选择与筛选
涤纶酶法改性的关键在于选择合适的酶。目前,研究者们主要关注的是脂肪酶和蛋白酶等。脂肪酶能够在一定程度上降解PET的酯键,而蛋白酶则可用于去除表面的蛋白质杂质。酶的筛选通常基于它们对特定底物的活性、稳定性以及成本等因素。
##### 3. 存在的问题与挑战
尽管酶法改性显示出巨大的潜力,但仍存在一些技术和应用上的挑战。例如,酶对PET的降解效率相对较低,尤其是在工业规模的应用中。此外,如何确保酶的长期稳定性和重复使用性也是一个亟待解决的问题。另外,成本控制也是一个重要的考量因素。
#### 五、未来展望
随着科学技术的发展和环保要求的提高,涤纶酶法改性将成为一个重要的研究领域。未来的重点将放在提高酶的活性和稳定性、降低成本以及开发新的酶制剂上。此外,探索与其他改性技术相结合的可能性也将是研究的重要方向之一。
涤纶酶法改性是一个充满挑战但也极具前景的研究领域。通过不断的技术创新和优化,有望实现涤纶材料性能的进一步提升,同时也促进整个纺织行业的可持续发展。