紡織業(yè)生物技術的運用

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1.生物技術在新型紡織纖維開發(fā)上的應用

將現(xiàn)代生物技術巧妙的運用于紡織纖維的開發(fā)方面，不僅能有效的改進現(xiàn)有紡織原料存在的不足，還可根據(jù)需要開發(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)開辟新的途徑。

1.1天然彩色棉纖維

天然彩色棉纖維是美國科學家利用基因改性技術開發(fā)出的一種新型棉花品種，其開發(fā)的原理是將彩色基因移植到白棉DNA中進而獲得具有天然色彩的彩棉纖維，我國也已經(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、可紡性強的彩棉纖維投入到紡織生產(chǎn)中，并利用這兩種纖維開發(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)品也不會殘留偶氮染料等有害物質，因而被普遍認為是理想的生態(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維與生俱來的生態(tài)環(huán)保特性，其產(chǎn)品一問世便受到了消費者的普遍青睞。

1.2抗蟲棉

棉的生長極易受到蟲害尤其是棉鈴蟲的侵襲。通常的做法是施農(nóng)藥，而農(nóng)藥會對環(huán)境及棉本身造成危害?，F(xiàn)在已找到了一種有毒基因，將這種基因轉入棉體內(nèi)，培植出的棉具有抵抗棉鈴蟲的能力。中國農(nóng)科院等單位將蘇蕓金桿菌的毒蛋白基因轉入棉細胞內(nèi)，培育出了十多個抗蟲棉品種，這種棉能產(chǎn)生一種對抗鱗翅目昆蟲的毒素，抗棉鈴蟲能力達80%以上。此外，轉基因抗蚜蟲棉，轉基因抗蟲又抗病棉也相繼培育成功，已在我國實驗推廣。

1.3其它新型棉纖維

利用現(xiàn)代生物技術的基因工程技術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；引入動物纖維蛋白，從而形成含動物纖維的天然多成分棉，對改善棉纖維自身的不足，提高棉纖維的性能有很大貢獻；從大腸桿菌中分離出一種對草甘膦有抗性的基因，轉入棉體內(nèi)所獲得的轉基因棉表現(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力是開發(fā)高強織物的理想原料，但如何獲得大量的蜘蛛絲來滿足紡織生產(chǎn)的需要成為產(chǎn)品開發(fā)過程的難題，利用現(xiàn)代生物技術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基因轉入奶牛和山羊的乳腺細胞中，而后從其分泌的乳液中獲得經(jīng)過重組的蜘蛛絲蛋白，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)代生物技術的微生物發(fā)酵技術從蜘蛛絲蛋白中分離出有關基因，人工重組到可以用發(fā)酵法大量生產(chǎn)蛋白質的諸如大腸桿菌或酵母菌等這一類微生物體內(nèi)，在其細胞中產(chǎn)生蜘蛛絲蛋白。由于這類微生物的繁殖速度極快，可廉價的大批量生產(chǎn)，故稱為“微生物加工廠”。利用生物技術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。因為人類有豐富的養(yǎng)蠶經(jīng)驗，可以大規(guī)模飼養(yǎng)，又因桑蠶生長快，合成蛋白質效率高，可為人類生產(chǎn)許多寶貴的天然絲。

1.5改性羊毛

隨著DNA分析技術及DN段分離技術的進步，已有可能從遺傳學的角度對綿羊作出全面鑒定，鑒別出優(yōu)秀綿羊，從而更加科學準確的選擇良種綿羊，以便大批繁殖。研究人員將能控制羊毛細度的基因轉入綿羊體內(nèi)，從而獲得又細又長又軟的羊毛，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導入綿羊體內(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抗微生物技術在紡織品中的應用

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

1.6.2甲殼質和殼聚糖在紡織上的應用

甲殼質廣泛存在于蝦、蟹等水產(chǎn)品和昆蟲、蜘蛛等節(jié)肢動物的外殼中，也存在于菌類、藻類的細胞壁中，殼聚糖是甲殼質在濃堿溶液中脫去乙酰基的衍生物形式，將其溶于適當?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)化學反應生產(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”，被譽為21世紀“綠色纖維”，它具有其它纖維所沒有的特殊風格和性能，可以開發(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)酵轉化成乳酸，經(jīng)聚合達到紡絲級，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.生物技術在苧麻纖維脫膠上的應用

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，稱為脫膠。傳統(tǒng)的脫膠方法是用強酸或強堿在高溫條件下進行，這種方法雖然脫膠效果理想，但存在成本高、污染嚴重、耗能高、纖維損傷嚴重等缺點，因此近年來發(fā)展的用生物酶對苧麻進行脫膠備受相關人士的關注。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蛋白質，容易生物降解，對環(huán)境無害。用生物酶對苧麻纖維進行脫膠具有麻纖維強力損失小，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，酶法脫膠具有非常好的發(fā)展前景。

3.生物技術在織物整理中的應用

隨著人類環(huán)境保護和安全健康意識的不斷提高，紡織品印染加工對環(huán)境的污染及紡織服裝殘留的各種有害物質對人類健康的影響越來越引起世界各國的關注，利用生物酶對織物進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，它對淀粉類漿料具有很強的分解作用，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，用淀粉酶對織物進行退漿時，可以在毫不損傷纖維的情況下去除淀粉漿料，不會造成織物強力的損失。其次，淀粉酶反應條件溫和，環(huán)境pH值接近中性，所需反應溫度較低，反應時間短，實踐證明，相同溫度下，用堿分解淀粉達到退漿的要求，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對環(huán)境友好，無任何毒性，淀粉酶可回收再使用，退漿產(chǎn)生的廢水可生物降解，解決了退漿廢液對環(huán)境的污染問題。

3.2生物酶精練

生物酶精練用于纖維素類纖維，精練酶一般為復合酶，對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Ｒ恍缘奶攸c，一種生物酶只對一種或一類特定物質具有分解作用，所以酶精練對織物的損傷小，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纖維素酶風格整理

用纖維素酶對織物進行整理可得到特殊的效果。（1）減量用纖維素酶對織物進行減量處理，使織物具有絲綢感。該技術已用于高支精細織物生化洗滌加工和人造纖維優(yōu)化風格加工。（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。一是無柔軟劑等化學品的毒害性，對人體安全，加工時也無環(huán)境污染，有利于生態(tài)；二是穿著過程中，經(jīng)不斷洗滌可長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”牛仔服在制作過程中有一道石磨的工序，用浮石和成衣放在一起振動磨洗去除部分顏色，達到仿舊的風格。用酶洗工藝可減少石磨時浮石用量，保護機器不受損傷，避免浮石塵屑，減少環(huán)境污染。酶洗工藝利用纖維素酶對織物表面上產(chǎn)生可控制的刻蝕，并借助水洗機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。酶洗不會引起織物強力的過度損傷，并具有獨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蛋白質纖維的酶處理

對于蛋白質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。目前我國桑蠶絲的精練方法主要有皂堿法、酶解結合皂堿法和酶解結合洗滌劑法三種。酶解結合皂堿或洗滌劑法對絲綢織物進行精練后織物上茸毛少、手感柔軟，采用該類工藝可節(jié)能節(jié)汽、減少污染，也是絲綢精練發(fā)展的一個方向。

4.展望

生物技術以其特有的優(yōu)勢在紡織工業(yè)中的應用越來越廣泛，重要性會不斷凸顯出來。生物技術將會對生態(tài)紡織產(chǎn)生巨大的促進作用，利用生物技術一定會使紡織品在新的層次上實施“綠色纖維”、“綠色設計”、“綠色制造”的“綠色紡織”，這種“綠色紡織”可在污水治理、環(huán)境保護中起到重要作用。21世紀是生物工程的世紀，隨著生物技術的不斷發(fā)展，其在紡織工業(yè)上的應用已呈現(xiàn)了無限廣闊的前景，為紡織工業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，并能產(chǎn)生巨大的社會效益。我們完全相信，隨著科學技術的不斷發(fā)展，在未來的日子里生物技術必將給紡織工業(yè)帶來更大發(fā)展空間。