靛蓝在纤维素酶洗涤期间的返染机理研究

论文摘要

在牛仔布的水洗过程中,生物酶洗凭借着其独特的优点必将代替石磨水洗。但生物酶洗也存在着不可忽视的问题:即水洗下来的靛蓝染料又会重新沾染到牛仔布上,造成织物的反面以及牛仔布的白色内袋有不同程度的沾色,降低了白色纬纱和靛蓝染色的蓝色经纱之间的反差,影响牛仔布的外观效果,降低了其附加值。因此,本论文研究了牛仔布酶洗过程中靛蓝的返染机理,对解决靛蓝返染问题,提高牛仔布的附加值有重要的意义。本论文以纯棉针织物为材料,研究了不同的条件对纤维素酶催化活性的影响,确定出了纤维素酶的最佳降解工艺。即:pH值为5.0,处理温度为40℃,处理时间为30min,缓冲溶液体系为醋酸-醋酸钠溶液。非离子表面活性剂能促进酶的降解,而离子表面活性剂和靛蓝染料都抑制了酶的降解。在酶洗过程中,纤维素酶必须先吸附到织物上,才能进一步降解纤维。因此,本论文研究了不同的处理条件对酶和织物吸附关系的影响。结果表明:在酶的最适pH值范围内,织物上的吸附量最大。纤维素酶和纤维在很短的时间（20min）便可达到吸附平衡。由纤维素酶在40℃时的吸附等温线可知,纤维素酶在纤维表面的吸附是多分子层吸附。织物表面酶的吸附量随着靛蓝浓度的增大而增加。通过用靛蓝染料对未染色纯棉织物的返沾色来模拟牛仔布酶洗时靛蓝的返染现象,考察了不同的条件对靛蓝沾色的影响。结果表明,吸附了酶蛋白的织物上靛蓝的返染程度明显高于未吸附的,且返染程度随酶浓度增加而增大。pH值的改变不仅影响着靛蓝的返染程度,还影响着纤维素酶、靛蓝染料和纤维之间的结合状态。本论文研究了不同pH值下,纤维素酶、靛蓝染料以及织物三者之间的Zeta电位,通过电位的变化情况探讨了它们三者的结合方式。结果表明,纤维素酶和靛蓝染料之间的亲和力明显高于和纤维之间的亲和力。本论文还研究了纤维素酶对靛蓝粒径的影响情况,实验表明,游离的酸性纤维素酶和靛蓝染料之间有两种作用力:一方面是纤维素酶对靛蓝的聚集作用,增大靛蓝的粒径;另一方面是纤维素酶和靛蓝染料之间的吸附作用,这两种作用力共同影响着靛蓝的返染。但是当纤维素酶被纤维素纤维吸附时,纤维素酶和靛蓝染料之间只有吸附作用,这时纤维素酶和靛蓝染料之间的强亲和力是造成靛蓝返染的主要原因。此外,还研究了表面活性剂和漆酶的防染作用。实验表明,非离子表面活性剂TX-10和AEO-9能减轻靛蓝的返染,可以作为酶洗时的防染剂使用。在酶洗时加入漆酶也能减轻靛蓝的返染,当漆酶浓度为0.9g/L时对靛蓝的防染作用最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 纤维素酶的作用机理
• 1.2 牛仔服装的纤维素酶洗
• 1.3 牛仔服装酶洗时的返染问题
• 1.4 本课题的目的和意义
• 第二章 实验内容
• 2.1 实验材料、药品及仪器
• 2.2 纤维素酶的作用
• 2.2.1 纤维素酶活性的测定方法-DNS法
• 2.2.2 实验操作
• 2.3 纤维素酶对靛蓝染色织物的吸附性实验
• 2.3.1 纯棉织物的靛蓝染色方法
• 2.3.2 织物上吸附的蛋白含量的测定方法-Folin酚法
• 2.3.3 织物上吸附的蛋白含量的测定
• 2.4 靛蓝的返染试验
• 2.4.1 酶洗后靛蓝返染效果的评价
• 2.4.2 靛蓝返染程度的测定方法
• 2.4.3 不同处理条件下的靛蓝沾色实验
• 2.4.4 添加不同表面活性剂的靛蓝沾色实验
• 2.4.5 添加漆酶的靛蓝沾色实验
• 2.4.6 靛蓝粒径的测定
• 2.4.7 Zeta电位的测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 纤维素酶的降解性能
• 3.1.1 pH值的作用
• 3.1.2 温度的影响
• 3.1.3 时间的影响
• 3.1.4 缓冲溶液体系对酶降解的影响
• 3.1.5 机械作用力的影响
• 3.1.6 染料的影响
• 3.1.7 表面活性剂的影响
• 3.2 纤维素酶的吸附性能
• 3.2.1 pH值对吸附性能的影响
• 3.2.2 温度对吸附性能的影响
• 3.2.3 时间对吸附性能的影响
• 3.2.4 酶浓度对吸附的影响
• 3.2.5 靛蓝浓度对吸附量的影响
• 3.3 靛蓝的返染性能
• 3.3.1 时间对靛蓝沾色性能的影响
• 3.3.2 温度对靛蓝沾色性能的影响
• 3.3.3 pH值对靛蓝沾色的影响
• 3.3.3.1 不同pH值下纤维素酶的Zeta电位
• 3.3.3.2 靛蓝和纤维素酶之间的Zeta电位变化情况
• 3.3.3.3 纤维素酶、靛蓝和纤维之间Zeta电位的变化情况
• 3.3.4 纤维素酶浓度对靛蓝返染的影响
• 3.3.4.1 游离纤维素酶对靛蓝粒径的影响
• 3.3.4.2 靛蓝染料和纤维素酶间的作用力
• 3.3.5 表面活性剂对靛蓝沾色性能的影响
• 3.3.6 漆酶对靛蓝沾色性能的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢