紡織業(yè)生物技術(shù)的運(yùn)用

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1.生物技術(shù)在新型紡織纖維開(kāi)發(fā)上的應(yīng)用

將現(xiàn)代生物技術(shù)巧妙的運(yùn)用于紡織纖維的開(kāi)發(fā)方面，不僅能有效的改進(jìn)現(xiàn)有紡織原料存在的不足，還可根據(jù)需要開(kāi)發(fā)出適合紡織生產(chǎn)的新型紡織纖維，為紡織原料的研發(fā)開(kāi)辟新的途徑。

1.1天然彩色棉纖維

天然彩色棉纖維是美國(guó)科學(xué)家利用基因改性技術(shù)開(kāi)發(fā)出的一種新型棉花品種，其開(kāi)發(fā)的原理是將彩色基因移植到白棉D(zhuǎn)NA中進(jìn)而獲得具有天然色彩的彩棉纖維，我國(guó)也已經(jīng)成功的培育出多種彩棉品種，并在新疆、河南等省區(qū)有大面積種植。目前已有棕色、綠色兩種性能穩(wěn)定、可紡性強(qiáng)的彩棉纖維投入到紡織生產(chǎn)中，并利用這兩種纖維開(kāi)發(fā)出了品種豐富的彩棉系列產(chǎn)品，其中包括彩棉純紡紗、彩棉與其它纖維混紡紗、彩棉機(jī)織物、針織物、服裝、高檔內(nèi)衣、床上用品等。。彩棉產(chǎn)品因具有天然色澤，可省去染色、印花等工序，減少了污水的排放和能源的消耗，產(chǎn)品也不會(huì)殘留偶氮染料等有害物質(zhì)，因而被普遍認(rèn)為是理想的生態(tài)紡織品，另外彩棉系列產(chǎn)品也是紡織業(yè)沖破“綠色壁壘”、提高出口創(chuàng)匯的重要產(chǎn)品之一?；诓拭蘩w維與生俱來(lái)的生態(tài)環(huán)保特性，其產(chǎn)品一問(wèn)世便受到了消費(fèi)者的普遍青睞。

1.2抗蟲(chóng)棉

棉的生長(zhǎng)極易受到蟲(chóng)害尤其是棉鈴蟲(chóng)的侵襲。通常的做法是施農(nóng)藥，而農(nóng)藥會(huì)對(duì)環(huán)境及棉本身造成危害?，F(xiàn)在已找到了一種有毒基因，將這種基因轉(zhuǎn)入棉體內(nèi)，培植出的棉具有抵抗棉鈴蟲(chóng)的能力。中國(guó)農(nóng)科院等單位將蘇蕓金桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉細(xì)胞內(nèi)，培育出了十多個(gè)抗蟲(chóng)棉品種，這種棉能產(chǎn)生一種對(duì)抗鱗翅目昆蟲(chóng)的毒素，抗棉鈴蟲(chóng)能力達(dá)80%以上。此外，轉(zhuǎn)基因抗蚜蟲(chóng)棉，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)又抗病棉也相繼培育成功，已在我國(guó)實(shí)驗(yàn)推廣。

1.3其它新型棉纖維

利用現(xiàn)代生物技術(shù)的基因工程技術(shù)可向棉纖維中引入其它成分，形成天然多成分棉，改善棉纖維的性能。如生產(chǎn)在棉纖維中腔內(nèi)具有可生物降解的聚酯內(nèi)芯，生產(chǎn)天然的滌棉混合纖維；引入動(dòng)物纖維蛋白，從而形成含動(dòng)物纖維的天然多成分棉，對(duì)改善棉纖維自身的不足，提高棉纖維的性能有很大貢獻(xiàn)；從大腸桿菌中分離出一種對(duì)草甘膦有抗性的基因，轉(zhuǎn)入棉體內(nèi)所獲得的轉(zhuǎn)基因棉表現(xiàn)出了足夠的抗草甘膦性能。

1.4蜘蛛絲

蜘蛛絲因具有超高強(qiáng)力是開(kāi)發(fā)高強(qiáng)織物的理想原料，但如何獲得大量的蜘蛛絲來(lái)滿(mǎn)足紡織生產(chǎn)的需要成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的難題，利用現(xiàn)代生物技術(shù)這一難題便可得到解決。加拿大Nexia公司將從蜘蛛絲蛋白中分離出的有關(guān)基因轉(zhuǎn)入奶牛和山羊的乳腺細(xì)胞中，而后從其分泌的乳液中獲得經(jīng)過(guò)重組的蜘蛛絲蛋白，并從中提取到了與蜘蛛絲性能相似的絲蛋白纖維。另外可利用現(xiàn)代生物技術(shù)的微生物發(fā)酵技術(shù)從蜘蛛絲蛋白中分離出有關(guān)基因，人工重組到可以用發(fā)酵法大量生產(chǎn)蛋白質(zhì)的諸如大腸桿菌或酵母菌等這一類(lèi)微生物體內(nèi)，在其細(xì)胞中產(chǎn)生蜘蛛絲蛋白。由于這類(lèi)微生物的繁殖速度極快，可廉價(jià)的大批量生產(chǎn)，故稱(chēng)為“微生物加工廠”。利用生物技術(shù)將蜘蛛的基因引入桑蠶體內(nèi)，可使桑蠶吐出具有蜘蛛絲性能的絲蛋白。因?yàn)槿祟?lèi)有豐富的養(yǎng)蠶經(jīng)驗(yàn)，可以大規(guī)模飼養(yǎng)，又因桑蠶生長(zhǎng)快，合成蛋白質(zhì)效率高，可為人類(lèi)生產(chǎn)許多寶貴的天然絲。

1.5改性羊毛

隨著DNA分析技術(shù)及DN段分離技術(shù)的進(jìn)步，已有可能從遺傳學(xué)的角度對(duì)綿羊作出全面鑒定，鑒別出優(yōu)秀綿羊，從而更加科學(xué)準(zhǔn)確的選擇良種綿羊，以便大批繁殖。研究人員將能控制羊毛細(xì)度的基因轉(zhuǎn)入綿羊體內(nèi)，從而獲得又細(xì)又長(zhǎng)又軟的羊毛，直徑只有3—4微米，為生產(chǎn)高檔輕薄型毛織物提供原料，這正符合當(dāng)今毛紡織品向輕薄型發(fā)展的世界潮流。另外人們正在尋找一種合適的彩色基因?qū)刖d羊體內(nèi)，培育出具有天然色彩的彩色羊。

1.6具有生物特性的紡織纖維

1.6.1抗微生物技術(shù)在紡織品中的應(yīng)用

美國(guó)MICROBAN公司已將抗微生物技術(shù)應(yīng)用于纖維中，把抗微生物滲透到聚合物結(jié)構(gòu)的分子間隙中去，抗微生物形成的膜與表面涂層不同，它耐洗，可制成醫(yī)療保健和家庭護(hù)理用品。

1.6.2甲殼質(zhì)和殼聚糖在紡織上的應(yīng)用

甲殼質(zhì)廣泛存在于蝦、蟹等水產(chǎn)品和昆蟲(chóng)、蜘蛛等節(jié)肢動(dòng)物的外殼中，也存在于菌類(lèi)、藻類(lèi)的細(xì)胞壁中，殼聚糖是甲殼質(zhì)在濃堿溶液中脫去乙?；难苌镄问?，將其溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲锌芍频眉讱に乩w維。這種纖維有生物可降解性和生物活性，從而具有良好的吸附性、粘結(jié)性、抗菌性和治傷性能，所以適合制造特殊的醫(yī)用功能纖維產(chǎn)品。

1.6.3Lyocell纖維

Lyocell纖維是一種不經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)的纖維素纖維，可生物降解的具有生態(tài)環(huán)保意義的“綠色纖維”，被譽(yù)為21世紀(jì)“綠色纖維”，它具有其它纖維所沒(méi)有的特殊風(fēng)格和性能，可以開(kāi)發(fā)高附加值的產(chǎn)品。

1.6.4聚乳酸纖維

聚乳酸纖維是利用可再生的玉米、小麥等淀粉原料經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸，經(jīng)聚合達(dá)到紡絲級(jí)，紡絲而制成，這種纖維在微生物的作用下可生物降解，有利于生態(tài)平衡。用聚乳酸纖維制成的面料，觸摸時(shí)有舒適的肌膚接觸感和手感，還具有真絲般的光澤。

2.生物技術(shù)在苧麻纖維脫膠上的應(yīng)用

苧麻纖維屬于韌皮纖維，其表面的韌皮組織必須在紡紗前去除，稱(chēng)為脫膠。傳統(tǒng)的脫膠方法是用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿在高溫條件下進(jìn)行，這種方法雖然脫膠效果理想，但存在成本高、污染嚴(yán)重、耗能高、纖維損傷嚴(yán)重等缺點(diǎn)，因此近年來(lái)發(fā)展的用生物酶對(duì)苧麻進(jìn)行脫膠備受相關(guān)人士的關(guān)注。生物酶是一種生物催化劑，是由生物體產(chǎn)生的具有催化作用的一類(lèi)蛋白質(zhì)，容易生物降解，對(duì)環(huán)境無(wú)害。用生物酶對(duì)苧麻纖維進(jìn)行脫膠具有麻纖維強(qiáng)力損失小，纖維光潔柔軟，成紗性能好，且生產(chǎn)效率高，能耗小等優(yōu)點(diǎn)，酶法脫膠具有非常好的發(fā)展前景。

3.生物技術(shù)在織物整理中的應(yīng)用

隨著人類(lèi)環(huán)境保護(hù)和安全健康意識(shí)的不斷提高，紡織品印染加工對(duì)環(huán)境的污染及紡織服裝殘留的各種有害物質(zhì)對(duì)人類(lèi)健康的影響越來(lái)越引起世界各國(guó)的關(guān)注，利用生物酶對(duì)織物進(jìn)行整理是一種符合環(huán)保要求的整理方法。

3.1生物酶退漿

織物用生物酶退漿用的是淀粉酶，它對(duì)淀粉類(lèi)漿料具有很強(qiáng)的分解作用，退漿效果較好，與傳統(tǒng)堿退漿工藝相比，淀粉酶退漿工藝具有很多的優(yōu)越性。首先，用淀粉酶對(duì)織物進(jìn)行退漿時(shí)，可以在毫不損傷纖維的情況下去除淀粉漿料，不會(huì)造成織物強(qiáng)力的損失。其次，淀粉酶反應(yīng)條件溫和，環(huán)境pH值接近中性，所需反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)時(shí)間短，實(shí)踐證明，相同溫度下，用堿分解淀粉達(dá)到退漿的要求，一般需要1-2h,而用淀粉酶退漿只需要30-60min即可。此外，淀粉酶作為一種生物蛋白質(zhì)對(duì)環(huán)境友好，無(wú)任何毒性，淀粉酶可回收再使用，退漿產(chǎn)生的廢水可生物降解，解決了退漿廢液對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。

3.2生物酶精練

生物酶精練用于纖維素類(lèi)纖維，精練酶一般為復(fù)合酶，對(duì)纖維的各種共生物起分解作用，主要組分為纖維素酶、果膠酶和蛋白酶?；谏锩傅膶?zhuān)一性的特點(diǎn)，一種生物酶只對(duì)一種或一類(lèi)特定物質(zhì)具有分解作用，所以酶精練對(duì)織物的損傷小，并且精練后織物表面光潔，手感柔軟，有利于提高產(chǎn)品的附加值。

3.3纖維素酶風(fēng)格整理

用纖維素酶對(duì)織物進(jìn)行整理可得到特殊的效果。（1）減量用纖維素酶對(duì)織物進(jìn)行減量處理，使織物具有絲綢感。該技術(shù)已用于高支精細(xì)織物生化洗滌加工和人造纖維優(yōu)化風(fēng)格加工。（2）柔軟用酶加工能使織物具有較好的柔軟手感，這種柔軟性不同于一般柔軟劑加工。一是無(wú)柔軟劑等化學(xué)品的毒害性，對(duì)人體安全，加工時(shí)也無(wú)環(huán)境污染，有利于生態(tài)；二是穿著過(guò)程中，經(jīng)不斷洗滌可長(zhǎng)期保持這種柔軟特性。（3）去除茸毛棉織物由纖維素酶處理后，隨著處理時(shí)間的增加，茸毛可以大量去除，從而改善織物光澤，染色后色光更鮮艷。（4）牛仔服的“生物洗”牛仔服在制作過(guò)程中有一道石磨的工序，用浮石和成衣放在一起振動(dòng)磨洗去除部分顏色，達(dá)到仿舊的風(fēng)格。用酶洗工藝可減少石磨時(shí)浮石用量，保護(hù)機(jī)器不受損傷，避免浮石塵屑，減少環(huán)境污染。酶洗工藝?yán)美w維素酶對(duì)織物表面上產(chǎn)生可控制的刻蝕，并借助水洗機(jī)的揉搓和摩擦作用的協(xié)同效果，使染料脫落，茸毛去除，從而得到不均勻的褪色效果。酶洗不會(huì)引起織物強(qiáng)力的過(guò)度損傷，并具有獨(dú)特艷麗的表面和柔軟的手感。若將不同的纖維素酶加以多種組合，并采用不同的工藝，則可產(chǎn)生數(shù)百種的外觀效果。

3.4蛋白質(zhì)纖維的酶處理

對(duì)于蛋白質(zhì)纖維的酶處理主要集中在羊毛和絲綢上。羊毛酶處理主要用于防氈縮、柔軟絲光處理和降低染色溫度等，是羊毛制品高檔化、高附加值有效途徑之一。另外酶處理可明顯地減少污水中AOX的含量。目前我國(guó)桑蠶絲的精練方法主要有皂堿法、酶解結(jié)合皂堿法和酶解結(jié)合洗滌劑法三種。酶解結(jié)合皂堿或洗滌劑法對(duì)絲綢織物進(jìn)行精練后織物上茸毛少、手感柔軟，采用該類(lèi)工藝可節(jié)能節(jié)汽、減少污染，也是絲綢精練發(fā)展的一個(gè)方向。

4.展望

生物技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)在紡織工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，重要性會(huì)不斷凸顯出來(lái)。生物技術(shù)將會(huì)對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用，利用生物技術(shù)一定會(huì)使紡織品在新的層次上實(shí)施“綠色纖維”、“綠色設(shè)計(jì)”、“綠色制造”的“綠色紡織”，這種“綠色紡織”可在污水治理、環(huán)境保護(hù)中起到重要作用。21世紀(jì)是生物工程的世紀(jì)，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，其在紡織工業(yè)上的應(yīng)用已呈現(xiàn)了無(wú)限廣闊的前景，為紡織工業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，并能產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。我們完全相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)的日子里生物技術(shù)必將給紡織工業(yè)帶來(lái)更大發(fā)展空間。