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棉织物的α-淀粉酶冷轧堆法退浆动力学研究

来源:印染在线 发布时间:2009年01月16日

摘要:本文采用淀粉酶冷轧堆法对棉织物进行退浆,研究了20℃、35℃下α-淀粉酶浓度和堆置时间对退浆率的影响,探讨了棉织物上淀粉浆料在淀粉酶的作用下的水解动力学。试验发现初始反应为一级反应,当淀粉酶浓度为0.1%(owf)时,反应活化能为26kJ/mol,随着温度的升高,淀粉水解速率增加很快。

传统的棉织物前处理工艺(高温、强碱)会对纤维造成较大的损伤,且严重污染生态环境。20世纪90年代以来,国内外利用生物酶的高效性、专一性、处理条件的温和性和生态性,对棉织物前处理进行了研究,取得了较大进展。对于某些品种的棉织物,生物酶冷轧堆前处理完全可以达到传统前处理的效果。 采用α-淀粉酶对棉织物进行退浆,在印染工厂中应用较多。一般有两种处理方法:一种是常温酶处理法,即采用常温型α-淀粉酶对棉织物进行冷堆处理,或者是在45℃下堆置1h左右,或者是在室温下堆置12h左右,这种方法由于耗能相对较低,成本低,所以受到大多数印染厂的青睐,这种方法的缺点是耗时较长,效率低;另一种方法是宽幅型酶处理法,即采用宽幅型α-淀粉酶对棉织物进行处理,由于宽幅型酶可以在95~100℃时仍然保持一定时间的活性,所以退浆可以采用宽幅型酶在高温条件下处理,该法处理时间较短,但由于宽幅型酶制剂还很少,价格昂贵,所以采用这种方法的成本较高,应用较少。本文采用α-淀粉酶冷轧堆法对棉织物进行退浆处理,并研究淀粉酶的退浆动力学。 在溶液中α-淀粉酶水解淀粉的过程很复杂,许多人对此进行了研究,一部分学者视其为一级反应[2],也有将其视为二级反应[3],而对棉织物的退浆动力学则还没有相关报道。淀粉在纤维上的状态和在溶液中的状态明显不同,而且经过上浆后,纤维的表面和内部均有淀粉浆料分布,此时α-淀粉酶水解淀粉与在溶液中α-淀粉酶

水解淀粉的动力学有所不同。本文对低温下棉织物上淀粉浆料的水解动力学进行了研究,通过动力学参数(水解数率常数和活化能)的计算,可以进一步了解淀粉的水解过程。 1实验部分 1.1实验材料 15/15tex524/283根/10cm纯棉坯布(未经退浆和精练),主要为淀粉上浆(上海申达二印)。 1.2实验药品 苏宏牌α-淀粉酶2000L(诺维信公司),表面活性剂JFC,高氯酸,碘酸钾,可溶性淀粉,乙酸。 1.3淀粉酶冷轧堆退浆工艺[4]处理液(淀粉酶,JFC1g/l,pH调整为6.5-7)→两浸两轧(带液率100%)→一定温度下堆置→95℃-100℃热水洗2遍→冷水洗3遍。 1.4棉织物退浆率的测试方法 1.4.1样品的准备 分别取退浆前后棉织物各约2g(精确至0.0001g),将棉织物剪成5mm×5mm左右的小块,加入约30mL42%的高氯酸水溶液,室温下搅拌30min,加入100mL蒸馏水,酚酞指示剂2滴,加入6mol/LNaOH的氢氧化钠至溶液呈淡粉色,滴加2mol/L醋酸至淡粉色消失。过滤,将滤液转移至250mL(V1)的容量瓶中,用蒸馏水冲洗棉织物并抽滤两次,将冲洗液转移至容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。 1.4.2样品的测定 吸取该溶液5mL(V3)置于50mL(V2)容量瓶中,加入2mol/L的醋酸25mL,10%的碘化钾0.5mL,0.05mol/L的碘酸钾溶液2mL,再用蒸馏水稀释至刻度,在避光处放置显色5min,以含25mL2mol/L的醋酸、0.5mL10%的碘化钾、2mL0.05mol/L的碘酸钾溶液的空白溶液作参比,在620nm处测定吸光度。在工作曲线上查出相应的浓度,再换算成织物上淀粉含量。

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