聚乳酸纤维的生物酶改性

论文摘要

聚乳酸(PLA)纤维是一种新型的生态环保型纤维。它既具有合成纤维的基本特性又有天然纤维的生物相容性和可降解性。聚乳酸纤维在许多方面比以石油为原料的各种纺织产品更具有竞争力。但由于聚乳酸分子结构中有大量的酯键,导致其亲水性较差。本文选用脂肪酶L3126和脂肪酶Lipex100L水解聚乳酸纤维的酯键,改善纤维性能。通过减量率、沉降时间、染色性能、残液pH值、乳酸含量等评价指标,扫描电镜、XPS、高效液相色谱等手段,分析酶处理前后,聚乳酸纤维性能变化及残液中的乳酸含量。初步研究等离子体预处理对脂肪酶催化水解反应的影响。通过单因素实验分析脂肪酶处理聚乳酸纤维的工艺。试验结果表明,脂肪酶L3126对聚乳酸纤维进行处理的最佳工艺条件为:脂肪酶浓度0.5g/L,处理时间8h,处理液pH值8.5,温度45℃;脂肪酶Lipex100L处理的最佳工艺条件为:脂肪酶浓度10mL/L,处理时间10h,处理液pH值7.5,温度40℃。脂肪酶处理后PLA纤维染色的表观深度明显高于未处理纤维。扫描电镜显示聚乳酸纤维经脂肪酶催化水解后产生了刻蚀。XPS分析表明经脂肪酶处理后,聚乳酸纤维表面C含量下降、O含量上升,羧基和羟基含量增加。脂肪酶处理残液的pH值呈下降趋势;残液210nm下的紫外吸光度和HPLC分析表明水解会产生乳酸类物质。脂肪酶L3126的处理效果优于Lipex100L。采用等离子体预处理聚乳酸纤维,等离子体处理时间越长,放电功率越大,放电电压越大,则经酶处理后聚乳酸纤维水解越强烈。水解产物分析和染色性能变化都表明了等离子体处理对脂肪酶催化水解反应起促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚乳酸纤维
• 1.1.1 聚乳酸纤维概述
• 1.1.2 聚乳酸纤维的特性和应用
• 1.2 酶催化反应
• 1.2.1 酶催化功能的特点
• 1.2.2 酶催化反应的影响因素
• 1.2.3 酶催化反应机理
• 1.3 研究的内容和意义
• 1.3.1 聚乳酸纤维改性方法
• 1.3.2 聚乳酸纤维的生物酶改性
• 1.3.3 酶改性聚乳酸纤维研究现状
• 1.3.4 研究的主要内容
• 第二章 试验材料、仪器和方法
• 2.1 试验材料和药品
• 2.2 试验仪器
• 2.3 试验及测定方法
• 2.3.1 脂肪酶处理聚乳酸纤维
• 2.3.2 等离子体预处理
• 2.3.3 聚乳酸纤维的染色
• 2.3.4 减量率的测定
• 2.3.5 沉降时间的测定
• 2.3.6 K/S 值的测定
• 2.3.7 SEM 测试
• 2.3.8 XPS 测试
• 2.3.9 酶处理液pH 值的测定
• 2.3.10 耗碱量的测定
• 2.3.11 乳酸标准曲线
• 2.3.12 酶处理残液紫外分析
• 2.3.13 脂肪酶处理残液HPLC 测试
• 第三章 脂肪酶处理聚乳酸纤维
• 3.1 脂肪酶L3126 处理聚乳酸纤维
• 3.1.1 酶浓度对减量率和沉降时间的影响
• 3.1.2 酶处理时间对减量率和沉降时间的影响
• 3.1.3 酶处理液pH 值对减量率和沉降时间的影响
• 3.1.4 处理温度对减量率和沉降时间的影响
• 3.2 脂肪酶LIPEX100L 处理聚乳酸纤维
• 3.2.1 酶浓度对减量率和沉降时间的影响
• 3.2.2 酶处理时间对减量率和沉降时间的影响
• 3.2.3 酶处理液pH 值对减量率和沉降时间的影响
• 3.2.4 处理温度对减量率和沉降时间的影响
• 3.3 脂肪酶L3126 和脂肪酶LIPEX100L 处理效果比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 脂肪酶处理后聚乳酸纤维性能的变化
• 4.1 脂肪酶处理对阳离子染料和活性染料上染纤维性能的影响
• 4.2 聚乳酸纤维表面形态观测
• 4.3 聚乳酸纤维XPS 分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 脂肪酶处理残液分析
• 5.1 聚乳酸纤维酶处理液PH 值的变化
• 5.2 聚乳酸纤维酶处理残液的NAOH 滴定分析
• 5.3 聚乳酸纤维酶处理残液的紫外分析
• 5.3.1 酶浓度对水解产物的影响
• 5.3.2 酶处理时间对水解产物的影响
• 5.4 聚乳酸纤维酶处理残液的HPLC 分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 等离子体预处理对脂肪酶催化水解的影响
• 6.1 等离子体预处理时间对紫外吸光度的影响
• 6.2 等离子体放电功率对紫外吸光度的影响
• 6.3 等离子体放电电压对紫外吸光度的影响
• 6.4 等离子体预处理对活性染料和阳离子染料上染聚乳酸纤维的影响
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文