亚麻的复合酶脱胶体系研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:magicMan555
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
亚麻是人类首先种植并使用的纤维用作物,其纤维及其制品因具有吸散热/湿快、不易撕裂、抗虫害/霉菌、强力高、透气性好等优良的性能备受人们喜爱,被誉为“植物纤维皇后”。与纺织中常用的大宗纤维——棉纤维相比,亚麻纤维中木质素、半纤维素、果胶等胶质和杂质成分含量较高,这些胶质对纺织和染整加工都会产生不利影响。“脱胶”是获得高品质亚麻纤维的必经步骤,传统的化学脱胶技术污染大且对纤维素损伤大。本研究为符合当前我国“绿色可持续”的发展理念,建立一种环境友好且纤维素降解量低的亚麻脱胶方法,主要研究内容及结论如下:首先,依据漆酶-介体体系(LMS)对木质素具有优异的降解效果的特点,以TEMPO作为LMS体系中的小分子介体,构成漆酶-TEMPO体系(LT)。以木质素去除率及纤维失重率为指标,通过单因素实验,分别对处理温度、p H值、浴比、时间、漆酶浓度、TEMPO浓度等因素对脱胶效果的影响进行探讨。在最佳工艺条件下(漆酶1.5 U/m L,TEMPO 0.2 g/L,55℃,p H=4.0,4 h,浴比1:20),木质素去除率达到35.61%,纤维失重率3.69%。其次,筛选合适的辅助工艺以强化LT体系的作用效果。研究表明,以20 mmol/L EDTA辅助LT体系后(ELT体系),体系的脱胶效果进一步增强,所制的亚麻机落纤维(SFT)木质素去除率和纤维失重率分别可达56.74%和5.12%;残胶率达到22.32%,与未经处理的亚麻相比提高了24.92%。且纤维表面胶质减少,纤维细度也明显提高。此外,ELT体系脱胶对纤维素的损伤小,最大化的保留了纤维强力,经该工艺处理后的SFT纤维强力相较于传统氯漂工艺提高了45.70%,且处理后SFT的细度提高了41.6%,白度并无明显变化,在脱胶的同时还可保留本色亚麻风格。随后,针对上述体系对果胶及半纤维素类成分的去除率较低的问题,本研究探索果胶酶、半纤维素酶组成发酶复配体系对SFT脱胶效果。通过Plackett-burman与Box-Behnken响应面设计连用的方法,从可能影响脱胶效果的六个因素中筛选出对纤维残胶率和失重率具有显著影响的4个因素,即果胶酶浓度、半纤维素酶浓度、反应时间、反应温度。再通过爬坡试验确定这四个因素的适宜响应区间,并在此区间分别以残胶率(Y1)和失重率(Y2)为因变量建立数学模型依据此模型预测的酶复配体系最佳反应条件为,果胶酶浓度为5.1 g/L,半纤维素酶浓度为1.1 g/L,3 h,51℃。验证实验结果表明,脱胶后SFT的残胶率与失重率分别达到17.02%和7.23%,与预测值的偏差分别为1.43%和4.37%,证明模型有效。但在此最优条件下,SFT的木质素去除率仅达到8.27%,远低于ELT体系。最后,本研究将ELT体系与酶复配体系以不同的组合方式(工艺A:酶复配-ELT;工艺B:ELT-酶复配;工艺C:ELT与酶复配同浴进行,p H 5.5;工艺D:ELT与酶复配同浴进行,p H 4.0)联合使用,以期达到更好的脱胶效果。实验结果表明,分步法处理(工艺A)的脱胶效果远远大于同步法(工艺C与工艺D)以及单独的ELT体系处理和酶复配体系处理的脱胶效果。因此,最终确定的SFT脱胶工艺为:酶复配体系(果胶酶与半纤维素酶)处理——去离子水洗净——ELT体系处理——沸煮5 min失活——去离子水洗净——烘干。在此工艺下获得的纤维分散性好、分裂度高且纤维表面较为光滑,有光泽感,纤维失重率可达11.2%,残胶率为16.21%,木质素去除率可达79.69%。依此结果可推知,半纤维素、木质素、果胶中单一成分的脱除,有助于其他胶质成分的脱除;且果胶、半纤维素的脱除对木质素降解脱除的促进效果>木质素脱除对果胶和半纤维素降解脱除的促进效果。
其他文献
经编间隔织物是由若干组纱线形成的一类具有三维立体效应的纺织产品,上下表面层具有优异的透气透湿性,中间间隔丝可提供合适的回弹力与支撑力,在床垫用材料方面具有很大的应用价值。目前对于经编间隔织物压缩性能的研究中,主要集中于平板与球形压头的压缩,对于臀部、腰-背部异形曲面压缩的研究常常忽略。因此,本课题选用0.12 mm、0.15 mm、0.18 mm和0.25 mm这4种不同细度间隔丝的经编间隔织物,
学位
<正>1991年底,苏联宣告解体,1 5个加盟共和国先后独立,欧亚大陆原有的地缘格局被打破,“后苏联空间”一词应运而生,用以描述这一有着传统联系的区域。实际上,“后苏联空间”与“近外国家”“欧亚空间”“新独立国家”“独联体国家”等术语所表示的地理范畴已逐渐统一,
期刊
经纱上浆是重要的织造准备工序。近年来,人们为了提高浆纱质量对经纱上浆方式和工艺方面进行了很多研究。浆纱质量主要包括纱线断裂强度、耐磨性、表面毛羽贴伏等评价指标,而这些浆纱性能均与浆液对纱线的渗透与被覆作用有关。浆液的渗透作用是指浆液通过毛细作用浸入纱体内部,使纤维之间相互粘结,从而改善纱线的强力,阻碍纤维间的滑移,减小纱线的伸长;浆液的被覆作用是指部分浆液粘附于纱体表面形成一层保护膜,贴伏纱体表面
学位
亚麻纤维具有吸放湿速度快、防污抗静电、抑菌保健等性能特点,广泛应用于服装及家纺面料,深受消费者的喜爱,市场需求旺盛。但是亚麻短麻纤维由于长度整齐度较差、含杂质较多等缺点,纯纺难度较高,可纺纱支粗,为提高短麻纤维的利用率以及解决亚麻原材料短缺的问题,亚麻短纤维多与其他纤维混纺成纱。亚麻与棉纤维同属天然纤维,两种纤维的混纺纱将亚麻纤维和棉纤维的特性相结合,两种纤维形成优势互补。在开发混纺纱基础上,并通
学位
棉衣物在穿着和存储过程中易发生黄变,成为人们一大痛点。本课题与无锡小天鹅电器有限公司合作,开展衣物保存端黄变、霉变的机理与抑制技术研究。探究真实衣物上的黄变物质,并阐明皮脂/霉菌协同致棉织物黄变机理,进而开发有效抑制棉织物的黄变技术。首先,采用气质联用的方法对黄变纺织品上的物质进行检测。采用顶空-气质联用和溶剂萃取-气质联用法对全国各地收集的日常黄变纺织品如黄变衣物、黄变枕套、黄变坐垫和黄变枕芯进
学位
压力袜作为一种新型的弹力型针织品,具有从脚踝到大腿依次减少的梯度压力变化,在医疗领域和运动领域具有广泛的应用。但往往也因压力过高导致压力袜较普通丝袜不易穿着。采取形状记忆氨纶编织合适的组织结构以制备压力袜可以解决压力滞后、穿着后压力衰减的问题。以往研究的形状记忆氨纶采用湿法纺丝或熔融纺丝方法制备,纺丝速度低、生产成本高,且大多转变温度高,难以应用于人体实际穿着。因而采用干法纺丝制备的形状记忆氨纶,
学位
经编提花鞋面具有良好的透气性,被广泛应用于运动鞋的鞋面。经编提花运动鞋的设计成品在实物化的过程中想要得到完整的用料尺寸、设计鞋面织物花色以及获取实际生产中合理的排版方案都需要得到三维鞋面的平面展开图。本文研究了一种针对经编提花鞋面二维展开的算法,并使用展开后的鞋面廓形进行贾卡花型的设计与仿真,验证了算法的有效性;单只展开的鞋面在完成设计仿真后,对它的设计意匠图进行排版,得到最终的上机编织图。将经编
学位
2.5D机织复合材料因其优异的力学性能、灵活的结构设计性和整体近净成形能力,被广泛应用于航天发动机喷管、航天天线罩和航空发动机燃烧室火焰筒等锥形回转体部件。其中,加减纱工艺是实现锥形回转体预制体成形的核心技术,但加减纱的引入会造成局部结构变异甚至缺陷。重要的是,这些部件在制备和服役过程中,难免会遭受低速冲击载荷,而加减纱区域所引起的损伤起始和演化尚未明确,严重影响构件后续服役的可靠性。本文以2.5
学位
在现代化技术生产的飞跃发展中,智能工业制造的效率日益精进,智能数字化配色也迫切加速实施着快速、高效、精确的发展策略,通过引入开发新型的计算机配色模式,从简单辅助传统低效率的人工配色,逐渐优化,到更进一步代替人工来参与完成更加精细化的数据配色目的,改善人工配色的由于过多主观原因和个体生理差异而引起的配色结果难以稳定控制的现状,升级传统的配色模式,推动传统计算机配色朝智能数字化配色而发展。论文以实现色
学位
弹性带辅料纺织品由于其特殊的回弹性与装饰效果在众多运动服、休闲服、内衣、家纺、交通运输坐卧具紧固件和日常生活中具有广泛的应用前景。目前国内外市场对各种功能性的弹性紧固带服用品的需求量日渐增长,但是如今大部分弹性带的原料为涤纶和锦纶,废弃后都面临着降解困难和污染环境等问题,限制了弹性带的实际应用。聚乳酸(Polylactic acid,PLA)作为一种从玉米、木薯和甜菜茎等可再生资源中经发酵制备而得
学位