纺织业生物技术的运用

1.生物技术在新型纺织纤维开发上的应用

将现代生物技术巧妙的运用于纺织纤维的开发方面，不仅能有效的改进现有纺织原料存在的不足，还可根据需要开发出适合纺织生产的新型纺织纤维，为纺织原料的研发开辟新的途径。

1.1天然彩色棉纤维

天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的一种新型棉花品种，其开发的原理是将彩色基因移植到白棉DNA中进而获得具有天然色彩的彩棉纤维，我国也已经成功的培育出多种彩棉品种，并在新疆、河南等省区有大面积种植。目前已有棕色、绿色两种性能稳定、可纺性强的彩棉纤维投入到纺织生产中，并利用这两种纤维开发出了品种丰富的彩棉系列产品，其中包括彩棉纯纺纱、彩棉与其它纤维混纺纱、彩棉机织物、针织物、服装、高档内衣、床上用品等。。彩棉产品因具有天然色泽，可省去染色、印花等工序，减少了污水的排放和能源的消耗，产品也不会残留偶氮染料等有害物质，因而被普遍认为是理想的生态纺织品，另外彩棉系列产品也是纺织业冲破“绿色壁垒”、提高出口创汇的重要产品之一。基于彩棉纤维与生俱来的生态环保特性，其产品一问世便受到了消费者的普遍青睐。

1.2抗虫棉

棉的生长极易受到虫害尤其是棉铃虫的侵袭。通常的做法是施农药，而农药会对环境及棉本身造成危害。现在已找到了一种有毒基因，将这种基因转入棉体内，培植出的棉具有抵抗棉铃虫的能力。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转入棉细胞内，培育出了十多个抗虫棉品种，这种棉能产生一种对抗鳞翅目昆虫的毒素，抗棉铃虫能力达80%以上。此外，转基因抗蚜虫棉，转基因抗虫又抗病棉也相继培育成功，已在我国实验推广。

1.3其它新型棉纤维

利用现代生物技术的基因工程技术可向棉纤维中引入其它成分，形成天然多成分棉，改善棉纤维的性能。如生产在棉纤维中腔内具有可生物降解的聚酯内芯，生产天然的涤棉混合纤维；引入动物纤维蛋白，从而形成含动物纤维的天然多成分棉，对改善棉纤维自身的不足，提高棉纤维的性能有很大贡献；从大肠杆菌中分离出一种对草甘膦有抗性的基因，转入棉体内所获得的转基因棉表现出了足够的抗草甘膦性能。

1.4蜘蛛丝

蜘蛛丝因具有超高强力是开发高强织物的理想原料，但如何获得大量的蜘蛛丝来满足纺织生产的需要成为产品开发过程的难题，利用现代生物技术这一难题便可得到解决。加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转入奶牛和山羊的乳腺细胞中，而后从其分泌的乳液中获得经过重组的蜘蛛丝蛋白，并从中提取到了与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。另外可利用现代生物技术的微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基因，人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等这一类微生物体内，在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白。由于这类微生物的繁殖速度极快，可廉价的大批量生产，故称为“微生物加工厂”。利用生物技术将蜘蛛的基因引入桑蚕体内，可使桑蚕吐出具有蜘蛛丝性能的丝蛋白。因为人类有丰富的养蚕经验，可以大规模饲养，又因桑蚕生长快，合成蛋白质效率高，可为人类生产许多宝贵的天然丝。

1.5改性羊毛

随着DNA分析技术及DNA片段分离技术的进步，已有可能从遗传学的角度对绵羊作出全面鉴定，鉴别出优秀绵羊，从而更加科学准确的选择良种绵羊，以便大批繁殖。研究人员将能控制羊毛细度的基因转入绵羊体内，从而获得又细又长又软的羊毛，直径只有3—4微米，为生产高档轻薄型毛织物提供原料，这正符合当今毛纺织品向轻薄型发展的世界潮流。另外人们正在寻找一种合适的彩色基因导入绵羊体内，培育出具有天然色彩的彩色羊。

1.6具有生物特性的纺织纤维

1.6.1抗微生物技术在纺织品中的应用

美国MICROBAN公司已将抗微生物技术应用于纤维中，把抗微生物渗透到聚合物结构的分子间隙中去，抗微生物形成的膜与表面涂层不同，它耐洗，可制成医疗保健和家庭护理用品。

1.6.2甲壳质和壳聚糖在纺织上的应用

甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外壳中，也存在于菌类、藻类的细胞壁中，壳聚糖是甲壳质在浓碱溶液中脱去乙酰基的衍生物形式，将其溶于适当的溶剂中可制得甲壳素纤维。这种纤维有生物可降解性和生物活性，从而具有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能，所以适合制造特殊的医用功能纤维产品。

1.6.3Lyocell纤维

Lyocell纤维是一种不经化学反应生产的纤维素纤维，可生物降解的具有生态环保意义的“绿色纤维”，被誉为21世纪“绿色纤维”，它具有其它纤维所没有的特殊风格和性能，可以开发高附加值的产品。

1.6.4聚乳酸纤维

聚乳酸纤维是利用可再生的玉米、小麦等淀粉原料经发酵转化成乳酸，经聚合达到纺丝级，纺丝而制成，这种纤维在微生物的作用下可生物降解，有利于生态平衡。用聚乳酸纤维制成的面料，触摸时有舒适的肌肤接触感和手感，还具有真丝般的光泽。

2.生物技术在苎麻纤维脱胶上的应用

苎麻纤维属于韧皮纤维，其表面的韧皮组织必须在纺纱前去除，称为脱胶。传统的脱胶方法是用强酸或强碱在高温条件下进行，这种方法虽然脱胶效果理想，但存在成本高、污染严重、耗能高、纤维损伤严重等缺点，因此近年来发展的用生物酶对苎麻进行脱胶备受相关人士的关注。生物酶是一种生物催化剂，是由生物体产生的具有催化作用的一类蛋白质，容易生物降解，对环境无害。用生物酶对苎麻纤维进行脱胶具有麻纤维强力损失小，纤维光洁柔软，成纱性能好，且生产效率高，能耗小等优点，酶法脱胶具有非常好的发展前景。

3.生物技术在织物整理中的应用

随着人类环境保护和安全健康意识的不断提高，纺织品印染加工对环境的污染及纺织服装残留的各种有害物质对人类健康的影响越来越引起世界各国的关注，利用生物酶对织物进行整理是一种符合环保要求的整理方法。

3.1生物酶退浆

织物用生物酶退浆用的是淀粉酶，它对淀粉类浆料具有很强的分解作用，退浆效果较好，与传统碱退浆工艺相比，淀粉酶退浆工艺具有很多的优越性。首先，用淀粉酶对织物进行退浆时，可以在毫不损伤纤维的情况下去除淀粉浆料，不会造成织物强力的损失。其次，淀粉酶反应条件温和，环境pH值接近中性，所需反应温度较低，反应时间短，实践证明，相同温度下，用碱分解淀粉达到退浆的要求，一般需要1-2h,而用淀粉酶退浆只需要30-60min即可。此外，淀粉酶作为一种生物蛋白质对环境友好，无任何毒性，淀粉酶可回收再使用，退浆产生的废水可生物降解，解决了退浆废液对环境的污染问题。

3.2生物酶精练

生物酶精练用于纤维素类纤维，精练酶一般为复合酶，对纤维的各种共生物起分解作用，主要组分为纤维素酶、果胶酶和蛋白酶。基于生物酶的专一性的特点，一种生物酶只对一种或一类特定物质具有分解作用，所以酶精练对织物的损伤小，并且精练后织物表面光洁，手感柔软，有利于提高产品的附加值。

3.3纤维素酶风格整理

用纤维素酶对织物进行整理可得到特殊的效果。（1）减量用纤维素酶对织物进行减量处理，使织物具有丝绸感。该技术已用于高支精细织物生化洗涤加工和人造纤维优化风格加工。（2）柔软用酶加工能使织物具有较好的柔软手感，这种柔软性不同于一般柔软剂加工。一是无柔软剂等化学品的毒害性，对人体安全，加工时也无环境污染，有利于生态；二是穿着过程中，经不断洗涤可长期保持这种柔软特性。（3）去除茸毛棉织物由纤维素酶处理后，随着处理时间的增加，茸毛可以大量去除，从而改善织物光泽，染色后色光更鲜艳。（4）牛仔服的“生物洗”牛仔服在制作过程中有一道石磨的工序，用浮石和成衣放在一起振动磨洗去除部分颜色，达到仿旧的风格。用酶洗工艺可减少石磨时浮石用量，保护机器不受损伤，避免浮石尘屑，减少环境污染。酶洗工艺利用纤维素酶对织物表面上产生可控制的刻蚀，并借助水洗机的揉搓和摩擦作用的协同效果，使染料脱落，茸毛去除，从而得到不均匀的褪色效果。酶洗不会引起织物强力的过度损伤，并具有独特艳丽的表面和柔软的手感。若将不同的纤维素酶加以多种组合，并采用不同的工艺，则可产生数百种的外观效果。

3.4蛋白质纤维的酶处理

对于蛋白质纤维的酶处理主要集中在羊毛和丝绸上。羊毛酶处理主要用于防毡缩、柔软丝光处理和降低染色温度等，是羊毛制品高档化、高附加值有效途径之一。另外酶处理可明显地减少污水中AOX的含量。目前我国桑蚕丝的精练方法主要有皂碱法、酶解结合皂碱法和酶解结合洗涤剂法三种。酶解结合皂碱或洗涤剂法对丝绸织物进行精练后织物上茸毛少、手感柔软，采用该类工艺可节能节汽、减少污染，也是丝绸精练发展的一个方向。

4.展望

生物技术以其特有的优势在纺织工业中的应用越来越广泛，重要性会不断凸显出来。生物技术将会对生态纺织产生巨大的促进作用，利用生物技术一定会使纺织品在新的层次上实施“绿色纤维”、“绿色设计”、“绿色制造”的“绿色纺织”，这种“绿色纺织”可在污水治理、环境保护中起到重要作用。21世纪是生物工程的世纪，随着生物技术的不断发展，其在纺织工业上的应用已呈现了无限广阔的前景，为纺织工业带来了可观的经济效益，并能产生巨大的社会效益。我们完全相信，随着科学技术的不断发展，在未来的日子里生物技术必将给纺织工业带来更大发展空间。