Lipaz Enzimi ve Tekstil Endüstrisinde Kullanımı
Lipazlar (EC.3.1.1.3, triasilgliserol asil hidrolaz) hayvansal ve bitkisel yağların normal koşullar altında sentezi hidrolizini katalizleyen enzimlerdir. Bunun dışında esterifikasyon, transesterifikasyon gibi reaksiyonları da katalizlemektedir.
Lipazlar hayvansal, bitkisel ve doğal veya genetik olarak iyileştirilmiş mikroorganizmalardan elde edilebilir. Düşük aktivasyon enerjileri sebebiyle lipazın katalizlediği reaksiyonlar daha düşük sıcaklık ve nötral pH gerektirir.
Enzimleri kimyasal reaksiyonlardan ayıran en önemli özellikleri olan seçicilik özelliği enzimin moleküler özellikleri, substratın yapısı ve enzimin substrata bağlanmasını etkileyen faktörler tarafından kontrol edilir. Lipaz spesifikliği üç temel grupta toplanır; pozisyon, substrat ve stereo seçicilik.
Lipaz enzimi tarafından katalize uğrayana malzemenin tüm reaksiyonları toplu olarak aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
Lipaz reaksiyonlarının şematik olarak gösterilişi
Son yıllarda, çeşitli tekstil mamüllerinin terbiyesinde enzimlerin kullanımı gittikçe artmaktadır. Bu artışın nedeni, enzimatik terbiye proseslerinin çevre kirliliğine neden olmamasıdır. Enzimler yalnızca belli maddelerde belli reaksiyonları gerçekleştirmekte ve kendileri bir değişime uğramamaktadır. Enzimler, canlı ve cansız ortamdaki reaksiyonları ılımlı koşullarda katalizleyerek katalizörsüz yürüyen bir reaksiyonun hızını 1012-1020 kadar arttırabilmektedir.
Tekstil endüstrisinde polyester lifleri, yüksek mukavemet, çekme dayanımı, kirlenmeye karşı dayanım, makinede yıkanabilirlik, kırışmazlık ve aşınma dayanımı gibi çok önemli avantajlara sahiptir. Bu lifler çoğu düşük hidrofilitelerine dayandırılan (Nem oranı: % 0.4) çeşitli dezavantajlara sahiptir. Düşük hidrofiliteleri nedeniyle, PET kumaşların yüzeyi kolaylıkla ıslanmamakta ve bu da bitim işlemleri, yıkama ve boyama proseslerinde bazı zorluklara yol açmaktadır . Bu nedenle, liflerin boyanabilirliğini ve kuvvetli hidrofobik yapısıyla ilişkili diğer özelliklerini geliştirmek için polyesterin yüzey karakteristiklerini iyileştirecek yöntemler geliştirilmiştir.
Fakat bununla birlikte genellikle bu yöntemler, kimyasal maliyetleri, kullanılan cihazların enerji ve yatırım maliyetleri, materyalin mukavemeti ve diğer estetik özellikleri üzerindeki negatif etkileri gibi çeşitli eksiklikler içermiştir.
Lipaz enzimlerinin etkisiyle ester bağlarının hidrolizi
Son çalışmalar kimyasal işlemler için yeni alternatifler sunmaktadır. Bunlardan birisi çevre dostu işlem için enzimlerin kullanımını içermektedir. Polimer modifikasyonunda enzimlerin kullanımının diğer kimyasal yöntemler ile karşılaştırıldığında en önemli avantajları reaksiyon koşullarının daha ılıman olması ve lifin yüzeyine odaklanmış yüksek derecede spesifik tahribatsız değişimlerin gerçekleşmesidir.
Potansiyel olarak polyester liflerinin hidrolizinde kullanılan enzimlerden bazıları; lipazlar, esterazlar ve kutinazlardır. Ester bağlarında bu enzimler tarafından gerçekleştirilen hidroliz liflerin yüzeyinde hidroksil ve karboksil grupları açığa çıkarmakta ve böylece PET kumaşların yüzey hidrofilitesi gelişmektedir. Polyester lifleri bu tür enzimler ile işleme tabi tutuldukları taktirde, bunların kirlenme dayanımı artmakta, ıslanma ve boyanma özellikleri gelişmektedir.