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纯棉织物前处理中葡萄糖氧化酶漂白作用研究

陈庭春  
【摘要】:葡萄糖氧化酶是一种新型漂白酶,被国外认为是最有可能应用于大生产的漂白助剂。国外对葡萄糖氧化酶作用过程和漂白工艺有一些研究,但国内还缺乏探索和更深入的认识。因此,实验探讨了葡萄糖氧化酶在纯棉织物前处理中的漂白作用。 由于未漂白织物的白度主要受织物色素和棉籽壳等影响,实验从色素角度入手,采用1%NaOH溶液提取白棉棉籽壳色素,进行纯化,研究了色素的基本性能;探讨了色素结构及漂白作用过程,色素可能为非单一性物质,主要成分为带有苯环结构的多酚类物质,且共轭发色体系中含有羰基、醚键等基团;氧化作用主要发生在亚甲基醌、羰基、共轭双键等结构部位,HOO~-进攻醌型结构的羰基C,发生亲核反应,形成双氧四环结构,进而发生环的开裂,产物可进一步被氧化降解。 通过单因素轮换法实验、L_(25)(5~6)正交实验及其优化实验,得出了葡萄糖氧化酶优化漂白工艺。首先在葡萄糖氧化酶10.650U/mL、葡萄糖浓度15g/L、pH值7.0、反应温度40℃、反应时间100min、通气量4.5L/min、转速500rpm的条件下,生成漂白所需浓度的H_2O_2,然后将漂液pH值调至10.0-10.5,在95℃条件下,浴比10:1,漂白60min。漂白无需添加其他试剂如H_2O_2稳定剂等。葡萄糖氧化酶漂白的织物白度均与传统漂白白度有一定差距,这主要是因为葡萄糖氧化酶产生的H_2O_2在漂白步骤中并未完全有效分解所致;但葡萄糖氧化酶漂白工艺对纤维造成的损伤更小,强力损失更少。 为了提高葡萄糖氧化酶产生H_2O_2的分解率,降低能耗,实验继续探讨葡萄糖氧化酶低温漂白工艺,确定了最佳低温漂白的工艺。首先在葡萄糖氧化酶产生H_2O_2的最佳条件下,生成漂白所需浓度的H_2O_2,然后在pH值7.0、n_(TAED)/n_(H_2O_2)0.5:1、温度70℃、时间60min、焦磷酸钠2g/L、浴比10:1的条件下对织物进行活化低温漂白。活化低温漂白中,H_2O_2分解率在98%以上,能够完全而有效地分解,对织物进行漂白,这使得在葡萄糖氧化酶漂白中遗留的H_2O_2分解率问题得到很好的解决,而且葡萄糖氧化酶活化低温漂白在中性、低温条件下进行,无疑减轻了环境压力,降低了漂白能耗,是一种较理想的漂白方法。葡萄糖氧化酶低温漂白的织物白度与传统漂白白度相当;对纤维造成的损伤小于传统漂白工艺,强力损失更少。 与传统碱处理工艺相比,酶精练很难将棉籽壳去尽,主要是因为现有酶制剂对棉籽壳的降解力度不够,增加了漂白工艺的负担,这是阻碍棉织物酶精练工艺工业化的最大问题之一。因此,实验采用木聚糖酶预处理织物,探讨棉籽壳去除效果及对葡萄糖氧化酶低温漂白织物白度的影响,确定了木聚糖酶较好的预处理条件为:木聚糖酶用量0.8U/mL、pH值8.0、温度60℃、时间60min、浴比20:1,然后在葡萄糖氧化酶低温漂白的最佳条件下对织物进行活化漂白。木聚糖酶预处理,织物上棉籽壳去除率较传统碱精炼低,而且相差较大,因此,还需要对木聚糖酶预处理工艺进行进一步优化和改进,如针对棉籽壳中各物质的成分和含量,采用木聚糖酶和其他酶组成复合酶使用等;但木聚糖酶预处理可以有效地去除部分棉籽壳,有减轻漂白负担的作用。木聚糖酶预处理、葡萄糖氧化酶低温漂白织物白度与传统漂白白度相当;与葡萄糖氧化酶低温漂白相比,木聚糖酶预处理对织物白度有一定的提升作用,但效果不是很明显;该工艺对纤维造成的损伤较小,强力损失较少。


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