棉织物中非纤维素杂质酶法去除工艺及其作用机制的研究

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1、东华大学学位论文原创性声明IIlllIIIIJIIIIIIIIIIIIIIIIIIJY2377400本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名I＼秒辛叫／；皂日期：Ⅵ哆年j一月卜日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或

2、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密叼。学位论文作者签名：＼a和』；皂日期：弘f婢j月P日．1r一，指导教师签名：日期：卅年9矽日东华大学博=i二学位论文棉织物中非纤维素杂质的酶法去除工艺及其作用机制研究摘要原棉纤维中含有较多的伴生杂质(“棉蜡”、果胶质、含氮物质、灰分、天然色素及棉籽壳等)，这些杂质影响织物色泽、手感，还会影响织物的吸湿和渗透性能，造成织物

3、着色不均匀、染色牢度差等。因此一般都要进行练漂加工(这里特指精练和漂白，以下同)，将其去除，为染色、印花、后整理提供合格的半制品。所以，整个练漂的过程其实就是一个对纤维除杂的过程。生物酶催化具有高效、专一、条件温和的特点，这就使生物酶练漂具有节能、轻污染等鲜明的绿色环保特色。本文主要通过三个方面来研究生物酶法除杂的策略及相应工艺。第一，果胶和“棉蜡”的去除。果胶和“棉蜡”是影响棉纤维润湿效果的主要原因，协同的去除二者，可以在很大程度上提高棉织物的润湿性。由于等离子体具有刻蚀和接枝等良好的表面改性特点，可以通过等离子体对纤维表面的“棉蜡”进行刻蚀及亲水性改

4、性，再用果胶酶精练，则能较为彻底的去除果胶和“棉蜡”，提高棉织物润湿效果；第二，棉色素的去除。传统氧漂工艺需要高温，强碱和长时间的处理，能量消耗大而且环境污染严重。鉴于此，纺织工业亟需研发绿色的漂白工艺，摘要用以取代传统氧漂。漆酶一介体体系能够激活棉织物色素，降低色素分子与双氧水反应的活化能，使得氧漂能在温和的条件下进行。第三，关于棉籽壳的去除。本论文分别从如下两个方面进行深入研究：①通过对比木聚糖酶对棉籽壳以及从棉籽壳中所提半纤维素的降解效果，探讨了木聚糖酶降解棉籽壳的可行性。②棉籽壳对木聚糖酶的吸附特性。该研究为酶法去除棉籽壳工艺的研发提供理论基础。

5、采用He／02常压等离子体射流(APPJ)对棉针织坯布和脱蜡后的坯布进行处理，经96s处理后，得到的样品分别为AP和AEP。接触角显示AP仍然疏水；AEP瞬间润湿。相对于坯布而言，X一射线光电子能谱(XPS)结果显示，两类样品表面的O／C，C—O均增加，C．C含量均下降，但AP改变较小，而AEP改变显著：红外光谱(FTIR-ATR)显示，AP的表面基团变化不明显，而AEP有明显的羰基峰出现；x．射线衍射(XRD)结果显示二者结晶度无较大改变，说明等离子体刻蚀不会伤及纤维本体。综上分析，棉坯布He／O：APPJ的改性效果远不及经脱蜡／APPJ改性的效果，说

6、明He／02APPJ去除棉纤维表面疏水杂质的能力有限。研究常压等离子体预处理结合果胶酶精练工艺(APPJ／酶工艺)。首先考察了APPJ／酶工艺中助剂的用量对润湿效果的影响，发现即使没有助剂润湿效果也很好，然后在不添加助剂的条件下对APPJ／酶工艺的各影响因素进行优化，得到最适APPJ／酶工艺如东华人学博I．学位论文下：He／02APPJ预处理：He／02流速20／0．2L／min，功率40W，喷嘴与织物距离2mm，处理时间60s；果胶酶处理：酶量300U／g(织物)，pH8．0，温度50。C，处理时间60min。经此工艺处理，织物的润湿时间小于2S，强力

7、保留率大于90％，CIE白度约为63。探讨棉纤维中果胶与“棉蜡”的附生关系。首先，对比脱蜡前后样品的扫描电镜照片和油红0染色的色深值，证实通过正己烷1h抽提，“棉蜡”已基本去除。其次，脱蜡前后样品红外光谱分析和铜盐染色结果显示果胶物质分布在“棉蜡”的下方，可能含有果胶酸、果胶酸盐和果胶酸甲酯。针对果胶和“棉蜡”可能的附生关系，构建了果胶和“棉蜡”的四种附生模型，分别命名为层层式、层层．分散式、树状一分散式和树状式。通过浓盐酸蒸气处理和草酸铵抽提对样品中的果胶含量进行测定，结果显示脱蜡前后单位质量棉纤维中的果胶含量基本不变，说明“棉蜡”中不存在游离果胶，否

8、定了模型层层．分散式、树状．分散式。分析脱蜡前后织物的水滴润湿结果和接触角变化程