第二章 纺织品的前处理
#实验8 棉织物的退浆
纺织品根据织造方式，分为机织物、针织物和非织造布。其中机织物是由经纱和纬纱按一定规律交织而成的，织造时，经纱之间，经纱与机件之间反复产生摩擦作用，同时经纱还受到较大的张力作用，导致纱线易起毛断纱，为使织造加工得以顺利进行，通常在织造前对经纱进行上浆，目的是增加纱线耐磨性和提高经纱的拉伸断裂强力。机织物的原料不同，经纱使用的浆料品种也不同。一般纤维素纤维使用淀粉浆或以淀粉为主的混合浆料；化学纤维使用化学浆料，常用的化学浆料有PVA（聚乙烯醇）浆料、CMC（羧甲基纤维素）浆料、聚丙烯酸及其衍生物浆料。
机织物所用浆料的鉴别方法有物理鉴别法、化学鉴别法和仪器分析法。物理法简单方便，但只能对浆料作粗略判别；化学法较可靠，使用广泛，但要考虑其他物质的干扰；仪器分析法精度高，但需要专门仪器。本实验用化学法鉴别常用浆料。
淀粉是多羟基化合物，能与碘作用，形成显色范围从红紫色至蓝紫色的络合物。PVA在硼酸存在下，与碘作用形成一种蓝绿色的络合物；PVA在单宁溶液中生成白色或褐色的块状沉淀，其他聚合物遇单宁无变化或只出现混浊。CMC在中性条件下与一些重金属盐（如硫酸铜或醋酸铅溶液）作用，形成不溶于水的沉淀物。海藻酸钠浆料遇氯化钡溶液，有白色胶状物出现。应用这些特性可鉴别织物上浆料的种类，以便制订合理、有效的退浆工艺。
在染整加工环节，浆料的存在将阻碍染化料的渗透，因此，首先要进行退浆处理，以去除浆料。棉织物浆纱主要使用淀粉浆或淀粉与PVA的混合浆，上浆率一般为4%～8%。当退浆率在80%以上即可满足印染加工的要求。
酶退浆是棉织物退浆的主要工艺方法之一。淀粉酶对淀粉大分子具有强烈的催化水解作用，在温和条件下，使淀粉大分子降解为水溶性的糊精、麦芽糖、葡萄糖等聚合度不同的产物。利用淀粉酶的这种作用，可高效地分解织物上的淀粉浆，对纤维几乎没有损伤，且水洗排放液所含成分均可生物降解，对环境无污染，但此方法仅用于含淀粉浆的织物退浆。
碱退浆是棉织物退浆的另一种常用方法。碱可使淀粉浆、化学浆料（PVA等）等发生一定程度的溶胀，使其由凝胶状态转化为溶胶状态，对纤维附着力降低，在水洗过程中，经水的机械冲击作用，浆料脱离纤维，从而达到退浆的目的。该方法适用于大部分浆料的退浆。
退浆率是评价退浆效果的有效方法。淀粉浆退浆率的测定有质量法、水解法、高氯酸法和评级法。质量法通过测定试样退浆前后的质量变化求得，反映的是相对织物质量退除浆料的程度；高氯酸法是利用高氯酸将织物上的淀粉降解并溶于水中，再加入氢氧化钠、醋酸、碘化钾、碘酸钾后生成蓝色络合物，在λmax=620nm处测定溶液的吸光度，即可得到淀粉浓度（淀粉浓度为2.0～42.3mg/L时与吸光度有线性关系）；评级法是依据织物所含的淀粉量不同而对碘液所呈现的颜色深浅不同进行的评价。评级法判断棉织物淀粉浆的退浆效果，方便快捷，在生产中广泛使用。
通过本实验掌握棉织物酶退浆、碱退浆的工艺，掌握退浆率的三种测定方法，掌握织物上常用浆料鉴别的一般方法。
一、退浆工艺实验
（一）酶退浆
1.主要实验材料、化学品和仪器
纯棉坯布（含淀粉浆），BF7658淀粉酶，氯化钠，渗透剂JFC，醋酸，烧杯，量筒，温度计，电子天平，恒温水浴锅。
2.实验处方及工艺条件
BF7658淀粉酶 1～2g/L
氯化钠 5g/L
渗透剂JFC 1g/L
醋酸调节pH 6～6.5
温度 55℃
时间 60min
浴比 1∶50
3.实验步骤
称取规定量的BF 7658淀粉酶，用少量35～40℃的蒸馏水调成浆状，依次加入规定量的水、氯化钠、渗透剂JFC，醋酸调节pH，搅拌均匀，预热至55℃。将纯棉坯布浸入退浆液中，不断搅拌处理60min，取出织物，先用60～70℃热水洗涤，再用冷水充分洗涤，晾干，留作退浆率的测定。
（二）碱退浆
1.主要实验材料、化学品和仪器
纯棉坯布，氢氧化钠，渗透剂JFC，电子天平，烧杯，量筒，温度计，恒温水浴锅。
2.实验处方及工艺条件
氢氧化钠 10g/L
渗透剂JFC 1g/L
温度 100℃
时间 30min
浴比 1∶50
3.实验步骤
在烧杯中加入规定量的蒸馏水，称取氢氧化钠，边搅拌边将氢氧化钠慢慢倒入烧杯中，搅拌至完全溶解，再加入渗透剂JFC搅拌均匀。将纯棉坯布浸入碱液中，加热至沸腾，保持沸腾处理30min，取出织物，用80～90℃热水充分水洗两次，再用50～60℃水洗涤，最后用冷水充分洗至中性，晾干，留作退浆率的测定。
二、退浆率的测定
（一）质量法
1.主要实验材料和仪器
纯棉坯布，电子天平（精度为0.0001g），干燥器，烘箱。
2.实验步骤
取三块约2g重的纯棉坯布，分别精确称取质量W1和G1、G2，将其中一块（W1）置于105～110℃烘箱中，烘至恒重（约2h），迅速取出织物，放入干燥器中（预先将硅胶烘干并冷却至室温），冷却至室温，用分析天平精确称取质量W2，按下式计算样品的回潮率A。
将另两块织物分别按上述工艺进行酶退浆和碱退浆，充分洗涤并挤去水分后放入烘箱，在105～110℃下烘至恒重（4h以上），迅速取出织物，放入干燥器中，冷却至室温，精确称取质量G′1和G′2。按下式分别计算酶退浆和碱退浆的退浆率。
（二）高氯酸法
1.主要实验材料、化学品和仪器
纯棉坯布，淀粉，高氯酸，冰醋酸，氢氧化钠，碘酸钾，碘化钾（10%），酚酞指示剂，电子天平（精度为0.0001g），721分光光度计，抽滤泵，布氏漏斗，容量瓶，烧杯。
2.实验步骤
（1）绘制工作曲线。精确称取25mg淀粉，置于50mL的烧杯中，加入10～12mL 42%的高氯酸水溶液，搅拌，室温下保持约30min，使淀粉完全溶解。滴加两滴酚酞指示剂，边搅拌边加入c（NaOH）=6mol/L的氢氧化钠至溶液呈淡粉色，滴加c（HAc）=2mol/L的醋酸至淡粉色消失。将溶液转移到250mL的容量瓶中，用少量蒸馏水冲洗烧杯两次，将冲洗液转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。分别吸取该溶液1mL、3mL、6mL、9mL、12mL于50mL容量瓶中，依次加入c（HAc）=2mol/L的醋酸25mL、10%的碘化钾0.5mL、
的碘酸钾溶液2mL，再用蒸馏水稀释至刻度，配制成浓度为2mg/L、6mg/L、12mg/L、18mg/L、24mg/L的溶液（以淀粉计）。在避光处放置显色5min。在λmax＝620nm处以空白溶液（不加淀粉）作参比，测定吸光度。以淀粉浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。
（2）退浆率的测定。分别取退浆前后织物各一块，重约2g，按“质量法”中称量、计算织物干重的方法，精确称量织物的干重W，将织物剪成5mm×5mm左右的小块，放入200mL烧杯中，加入约30mL42%的高氯酸水溶液，搅拌，室温下保持约30min，使织物上淀粉充分溶解，再依次加入100mL蒸馏水、两滴酚酞指示剂、边搅拌边加入c（NaOH）=6mol/L的氢氧化钠至溶液呈淡粉色，滴加c（HAc）=2mol/L的醋酸至淡粉色消失。过滤，将滤液转移至250mL（V1）的容量瓶中，用蒸馏水冲洗织物后抽滤两次，将冲洗液转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。吸取该溶液5mL（V3）置于50mL（V2）容量瓶中，加入c（HAc）=2mol/L的醋酸25mL，10%的碘化钾0.5mL，
的碘酸钾溶液2mL，再用蒸馏水稀释至刻度，在避光处放置显色5min，以空白溶液作参比，测定吸光度。在工作曲线上查出相应的浓度c，按下式计算织物含浆量（%）和退浆率（%）。
（三）评级法
1.主要实验材料、化学品和仪器
纯棉机织物（精练处理），淀粉，碘酸钾，碘化钾（10%），醋酸，渗透剂JFC，数码相机，轧车，烘箱，烧杯，量筒，滴管。
2.碘试液配制
量取
的碘酸钾溶液100mL于烧杯中，依次加入10%的碘化钾溶液20mL、c（HAc）=2mol/L的醋酸溶液10mL、渗透剂JFC 2mL，搅拌均匀后移入棕色细口瓶中备用。
3.制备比色卡
配置不同浓度的淀粉浆，将精练后的棉织物（浸轧前称重）浸轧淀粉浆，经烘干、冷却后称重，计算含浆率。按此方法制备含浆率分别为5%、4%、2%、1%、0.5%、0.3%、0.2%、0.1%、0的织物。将织物分别浸渍碘试液观察颜色变化，1min后用数码相机拍摄，含浆率5%的样品定为1级，含浆率0的样品定为9级（彩图1）。
4.试样退浆评价
取2cm×2cm的试样，放在表面皿上，滴加碘试液于试样上，观察织物颜色变化，1min后取出，对照比色卡评级。级数越高退浆效果越好，一般情况下大于6级即可满足后续加工要求。
三、织物上浆料的鉴别
1.主要实验材料、化学品和仪器
纯棉坯布，涤/棉坯布，涤纶坯布（含丙烯酸浆料），电子天平，锥形瓶，布氏漏斗，抽滤瓶，试管，电炉，剪刀，碘，碘化钾，硼酸，盐酸，氯化钠，单宁酸，氢氧化钠（10%），氯化钡（10%），硫酸铜（10%）。
2.试液配制
（1）
碘—碘化钾溶液。称取1.2g碘，置于小烧杯中，加入2.5g的碘化钾，加入少量蒸馏水，搅拌直至溶解，再加水稀释至1000mL，移入棕色瓶中备用。
（2）碘—硼酸溶液。称取结晶硼酸3g，加入到100mL 
碘—碘化钾溶液中，搅拌使之全部溶解，移入棕色瓶中备用。
（3）单宁溶液。称取10g氯化钠，溶解于100mL蒸馏水中，加热到65℃，加入单宁酸至饱和，冷却到室温，过滤待用。
3.实验步骤
分别称取纯棉、涤/棉坯布各5g，剪成10mm×10mm的方块，分别置于250mL锥形瓶中，加蒸馏水200mL，在不断搅动下沸煮30min，冷却，然后将萃取液过滤到洁净的烧杯中，待用。
（1）鉴别淀粉浆料。吸取上述萃取液2mL于试管中，加数滴碘—碘化钾溶液，若溶液有蓝紫色出现，则有淀粉浆存在；若无此反应，则表示没有淀粉浆存在。
（2）鉴别PVA浆料。
方法一：吸取2mL萃取液于试管中，按（1）方法鉴别试样中是否含有淀粉浆料。若样品中含有淀粉浆料，需加c（HCl）=2mol/L盐酸溶液10滴，沸煮20min，冷却。再加10滴碘—硼酸溶液，若溶液有蓝绿色出现，则表示有PVA浆存在；若无此现象，则表示样品中不含PVA浆。若检验试样不含淀粉浆料，直接加碘—硼酸溶液鉴别。
方法二：吸取5mL萃取液，加入5滴单宁溶液，若试样呈现乳状，并迅速转化为白色或褐色的块状沉淀，则表明有PVA存在。
（3）鉴别海藻酸钠浆料。吸取2mL萃取液于试管中，加10滴10%氯化钡溶液，如果有白色胶状出现，表明试样中含有海藻酸钠浆料，若无此现象，则没有海藻酸钠存在。
（4）鉴别CMC浆料。吸取萃取液2mL于试管中，按（3）方法鉴别试样中是否含有海藻酸钠浆料。若样品中含有海藻酸钠浆料，另吸取2mL萃取液于试管中，加数滴c（HCl）=2mol/L盐酸溶液，调节pH＜5，振荡摇匀，使海藻酸钠全部沉淀。过滤去除凝胶。将滤液用10%的氢氧化钠溶液调节至中性，然后加数滴10%硫酸铜溶液，如果溶液中出现蓝色胶状物质，且在加入c（HCl）=2mol/L盐酸溶液后胶状物消失，则表示有CMC浆存在，若无此现象，则表明无CMC浆存在。若检验试样不含海藻酸钠，可以直接加硫酸铜溶液鉴别。
注意事项
1.酶退浆时，可选用其他品种淀粉酶，工艺要作相应调整。
2.退浆率测定时，退浆前织物重必须按“质量法”，先测回潮率，然后进行称量，并换算成退浆前织物干重，不能将经过恒重的织物用于退浆处理。
3.高氯酸法测退浆率时，碘酸钾显色及测试吸光度时应避光进行。
4.在鉴别织物所用的浆料时，配制的碘试液、碘—碘化钾溶液、碘—硼酸溶液应避光放置。
思考题
1.比较酶退浆和碱退浆的退浆率，并说明两种方法的机理和适用性。
2.如何鉴别PVA浆料中是否含有淀粉和CMC浆料中是否含有海藻酸钠？怎样去除其中的淀粉和海藻酸钠？
附录2-1 淀粉酶活力的测定
1.转化率测定法
淀粉酶活力是用淀粉酶的转化率来表示的。酶的转化率是指1g淀粉酶1h可以转化淀粉的质量，也叫活力单位数。棉织物退浆中通常使用的BF 7658淀粉酶，活力为2000倍，即使用1g这样的酶，在1h内可以转化2000g的淀粉。
（1）主要实验化学品和仪器。BF 7658淀粉酶，可溶性淀粉，碘，氯化钠，分析天平（精度为0.0001g），100mL比色管，称量瓶，烧杯（50mL），细口瓶，移液管，比色管，洗耳球，干燥器，烘箱，恒温水浴锅。
（2）实验步骤。精确称取可溶性淀粉约5g，放入已知质量的称量瓶内，在烘箱内，于105℃烘4h，取出，迅速放入干燥器中，冷却至室温，称重，计算含水率。精确称取干态下可溶性淀粉1.2g，放入50mL烧杯中，加25mL蒸馏水调和后，倒入225mL煮沸的蒸馏水中，搅拌，沸煮2min，冷却后移入细口瓶中备用。用移液管分别量取10份25mL的淀粉溶液（每份相当于干态下可溶性淀粉W=0.12g），于10个比色管中，分别加入3mol/L氯化钠溶液5mL和蒸馏水20mL，摇匀后置于（40±1）℃水浴中。待淀粉溶液温度为40℃后，在1～10号比色管中分别加入0.2mL、0.3mL、…、1.1mL的浓度为1g/L的淀粉酶，搅拌，在水浴中恒温保持1h。取出迅速冷却至20℃，按1～10号顺序取混合液2mL，分别置于表面皿上，顺序加入一滴0.02mol/L碘液，至不显蓝色或紫色止。记录该编号的酶液加入量V，然后按下式计算淀粉酶活力（倍）。
式中：W——干态可溶性淀粉质量，g；
C——淀粉酶浓度，g/L；
V——淀粉酶液加入量，mL。
2.还原糖生成量法
α-淀粉酶可随机地作用于淀粉中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖。这些还原糖能与3，5-二硝基水杨酸作用，并使其颜色由黄色的3，5-二硝基水杨酸变成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸，生成物颜色的深浅与还原糖的量成正比。一定量的淀粉酶在一定时间内使淀粉生成还原糖的量正比于淀粉酶的活力。因此，用标准浓度的麦芽糖溶液制作标准曲线，用比色法测定一定量的淀粉酶在一定时间内作用于淀粉后生成的还原糖的量，从而计算出淀粉酶的活力。以1g样品在一定时间内生成的还原糖（麦芽糖）量表示酶活力大小。
（1）主要实验化学品和仪器。BF 7658淀粉酶，淀粉，麦芽糖，3，5-二硝基水杨酸，氢氧化钠，酒石酸钾钠，柠檬酸，柠檬酸钠，分析天平（精度为0.0001g），具塞试管，称量瓶，容量瓶，移液管，洗耳球，721分光光度计，恒温水浴锅。
（2）试剂配制。
①1g/L的标准麦芽糖溶液。精确称取0.1g麦芽糖，溶解并定容至100mL。
②3，5-二硝基水杨酸试剂。精确称取3，5-二硝基水杨酸1g，加到20mL c（NaOH）=2mol/L的NaOH溶液中使其溶解，再加入50mL蒸馏水和30g酒石酸钾钠，搅拌，溶解后转移至100mL容量瓶中定容，盖紧瓶塞，勿使CO2进入。
③c（柠檬酸）=0.1mol/L，pH=5.6的柠檬酸缓冲液。分别称取柠檬酸（C6H8O7·H2O）1.05g和柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）4.28g，用蒸馏水溶解后转移至200mL容量瓶定容。
④1%淀粉溶液。称取1g淀粉，加入100mL、c（柠檬酸）=0.1mol/L、pH=5.6的柠檬酸缓冲液中，搅拌溶解。
⑤1g/L淀粉酶试液。精确称取0.1g的淀粉酶，溶于蒸馏水中，并定容至100mL。
（3）实验步骤。
①麦芽糖溶液标准曲线。取7支洁净的具塞试管，顺序编号0～6号，分别在7支试管中加入0、0.2mL、0.6mL、1.0mL、1.4mL、1.8mL、2.0mL的标准麦芽糖溶液（1g/L），然后分别加入蒸馏水至2mL，再分别向每个试管中加入3，5-二硝基水杨酸试剂2mL，摇匀，置沸水浴中煮沸5min，取出，用冷水浴冷却后，转移至20mL的容量瓶中定容。以0号作空白调零点，在540nm波长下测定0～6号的吸光度，以麦芽糖浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
②淀粉酶活力测定。取3支洁净的具塞试管，顺序编号0～2号，在1号、2号试管中分别加入1.0mL（1g/L）的淀粉酶，0号试管为空白不加淀粉酶。将各试管和淀粉溶液置于40℃恒温水浴中加热10min，然后在3支试管中分别加入1.0mL（1%）淀粉溶液，振荡摇匀后在（40±1）℃水浴中准确保温5min。取出后各加入2.0mL 的3，5-二硝基水杨酸试剂，摇匀，置沸水浴中煮沸5min，取出，用冷水浴冷却后，转移至20mL的容量瓶中定容。以0号试管作空白调零点，在540nm波长下测定1号、2号的吸光度，记录测定结果，在标准曲线上查出麦芽糖的浓度。
③结果计算。
式中：α——淀粉酶活力，1g淀粉酶在5min内催化淀粉水解产生的还原糖，g；
C——在标准曲线上查出的还原糖（麦芽糖）的浓度，g/L。
分别计算1号、2号平行实验的α值，取平均则为淀粉酶活力。