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《安徽农业大学》 2003年
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纤维素酶和壳聚糖多元羧酸对纯棉针织物多功能整理研究

许云辉  
【摘要】: 本文在分析了棉机织物的纤维素酶整理方法和防皱抗菌整理方法、相关理论的基础上,探索出棉针织物的纤维素酶整理及防皱抗菌整理方案。酶的生产和应用,在国内外已具有80多年历史。早在30年代已应用洗涤剂中,酶可改进去污能力,并使织物平滑光洁。80年代后,酶制剂不断研究和开发,用于织物生物打光和酶处理,代替石磨洗等,已取得了较大的进展。由于酶具有专一性和高效性,采用生物催化,其催化效率高(比一般催化剂高10~3~10~(13)倍),催化反应条件温和,催化活性可调节控制,应用在纺织品处理上,能显著改善织物的外观和手感,并能取代一部分酸、碱、氯、磷化合物等化工原料,从而减少污染,不产生污水,有利于环保和生态。而且酶本身又无毒,容易生物降解,不会引起环境污染,所以酶处理已被公认为是一种符合环保要求的绿色印染加工方法。本文选用了市场上常用的纤维素酶R-10和纤维素酶ECS2610两种生物酶。自本世纪20年代美国首次解决了棉机织物的抗皱整理技术问题,棉机织物的整理日趋成熟,获得了符合环保要求的整理剂,成熟的整理工艺和良好的整理效果。另外,棉机织物抗皱的相关理论研究也相当完整。常规的抗皱整理剂是N-羟甲基树脂类抗皱整理剂,但它们在整理过程中和服用过程中会释放出甲醛,甲醛是一种有毒物质,刺激眼睛、皮肤和粘膜,并还有潜在的致癌可能。随着人们绿色环保意识的不断增强,各国对服装甲醛的释放量都有很严格的规定,许多国家已通过立法来限制甲醛的含量。在60年代,为降低甲醛的释放,研究人员的研究方向有两个,改性的2D树脂和无甲醛整理剂。改性2D树脂(SDP)是对传统的整理剂—N-羟甲基整理剂进行醚化或酯化改性,使甲醛释放量能够达到国际环保的要求。无甲醛整理剂中研究最多的是多元羧酸类整理剂,其中最有发展前途的是丁烷四羧酸(BTCA),用于棉织物的整理中获得了良好的整理效果;但BTCA成本极高,在使用中还不同程度地存在整理后的产品泛黄和强力损失大等问题,直接阻碍了它在工业上的大规模应用。为了寻求替代物,柠檬酸(CA)、三元共聚物马来酸B等已成为染整领域近年来研究较多的无甲醛环保型抗皱剂,是目前为数不多的几种在效价上可与传统的2D树脂竞争的抗皱剂之一;但柠檬酸(CA)的整理效果较BTCA差,可它的价格低廉,有大规模推广应用的成本优势,且需进一步研究,以提高其整理效果。本论文选用了现在市场上应用最广泛的柠檬酸(CA)和马来酸B两种无甲醛多羧酸类整理剂。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)经脱乙酰化的产物。由于其资源丰富,又具有许多特殊的性能,如良好的生物降解性、生物相容性、无毒、无污 染等,被广泛应用于各领域。早在60年代末,Allan等就提出壳聚糖具有广谱抗菌性, 此后也有许多学者对壳聚糖的抗菌性能进行了研究。壳聚糖己被证明是一种高科技绿色 抗菌防臭整理剂,应用壳聚糖处理的纺织物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌 等都有良好的抗菌作用。 本文首先对棉针织物进行了纤维素酶整理(工艺1),再用壳聚糖多元孩酸对其进行 防皱抗菌整理(工艺2),通过这两道工艺的复合整理使棉针织物获得多项功能。这在棉 针织物的整理历史上尚属空白,主要原因是因为棉针织物的特殊织物组织结构给针织物 带来比机织物更大的难度。本论文就是在棉机织物整理的基础上,探索出棉针织物的整 理方案,并对棉针织物的酶解原理、折皱理论和抗皱理论以及抗菌机理进行了初步的研 究。本文分别对棉针织物的纤维素酶整理和防皱抗菌整理进行了探索性试验,深入性试 验和补充性试验三部分,以确定出最佳的整理液配方(纤维素酶整理没有此项方案)和 整理工艺。 (l)分别确定出影响棉针织物纤维素酶整理效果和防皱抗菌整理效果的主要因素, 再分别针对各因子进行单因素试验确定出最主要影响因子及其水平范围。 (二)根据上面的单因素试验,制定有效的正交设计方案,对测试数据进行分析, 得出纤维素酶整理和防皱抗菌整理的最佳整理工艺。 (3)分别选用厚型针织物、薄型针织物和机织物进行工艺 l和工艺 2的复合整理, 比较处理效果,发现用纤维素酶和壳聚糖多元珍酸复合整理出的针织物效果都很好。 通过大量的试验,探索出棉针织物的最佳整理工艺,针织物整理效果的评价指标。 试验证明,通过合理的整理工艺,纤维素酶和壳聚糖多元技酸复合整理可使棉针织物获 得良好的整理效果,较好的透气性,较高的折皱回复角,较低的强力下降;针织物的吸 水性、柔软性和白度也有所改善;合理的整理剂选用也赋予棉针织物符合环保要求的服 用性能。
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TS195

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