纤维素酶处理竹原纱线的改性研究

论文摘要

随着现代人们生活水平的提高，对纺织服装品的要求也越来越高，开发性能优良或具有高附加值纤维是现代纺织科技工作者的梦想。在本文中，尝试用新的方法，即化学预处理结合纤维素酶处理的改性工艺。研究不同处理工艺对竹原纤维、纱线性能的影响规律，深入研究反应机理，找出纤维素酶活性的最佳条件，确定纱线性能最佳的处理工艺条件，以期为纤维素酶处理工艺和这种新型的天然纤维制品的开发应用及进一步研究提供一定的理论依据。本文通过对竹原纤维性能进行了较为深入的研究发现：竹原纤维的吸湿、透湿性较好。竹原纤维长度分布范围，短纤率高于苎麻纤维，平均线密度略低于苎麻纤维，是典型的纤维素Ⅰ，初始模量高，属于高强低伸型的纤维素纤维。本文通过对纤维素酶活性实验及纤维素酶处理竹原纤维实验的研究发现：酶的总活是三种组分协同作用的结果，纤维素酶EG组分活性对纱线水解能力的影响较大，而CBH组分对纱线水解影响时间要比EG组分时间长。纱线水解程度在酶浓度5％时，对于底物的结合能力基本饱和。经水—丙酮—NaOH水溶液预处理后整个纤维素纤维的反应性比仅NaOH溶液处理后提高，更易为反应试剂所可及。在酶浓度为25ml／l，pH=5，温度为55℃，处理时间为半小时，浴比为1：30，此时纤维测试的物理性能相对最优。本文通过对竹原纱线酶处理前后性能比较实验的研究发现：竹原纱线经过酶处理后并没有改变其纤维基本的分子结构，仍然属于纤维素Ⅰ，结晶度、取向度降低纤维横截面微孔相对变大，纵面受到侵蚀，裂纹有所增加，纱线表面相对光洁，吸湿性能提高，保持了良好的热稳定性。经过松弛状态下酶处理后的竹原纱线纤维滑脱部分要比没有处理的纤维要多，而张力状态下酶处理后的竹原纱线断口相对整齐，滑脱纤维比前两种状态都要少。纱线在张力状态下断裂伸长率下降，变形能力变小，进一步体现了纱线的刚性。纱线在松弛状态下酶处理后断裂伸长率均有增加，纱线变形能力增加，弹性增强。张力状态处理以后纱线的初始模量增加，松弛状态下酶处理的纱线初始模量下降。竹原纱线在松弛状态下酶处理后，急弹性回复率，缓弹性回复率，总弹性回复率都普遍降低，试样总伸长率均有小幅提高，蠕变变化伸长率略有降低。在张力情况下弹性回复率变化不是很明显，但是试样伸长率却明显降低，蠕变伸长变化率有所提高。经过在松弛状态下酶处理后的竹原纱线摩擦断裂次数变化不大，而张力状态酶处理后的竹原纱线摩擦性能有小幅度下降，加捻可以提高纱线的耐磨性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 竹原纤维的历史和发展
• 1.2 竹原纤维及产品国内外研究开发现状
• 1.3 竹原纤维特点
• 1.4 竹原纤维的生产
• 1.5 课题研究的目的和意义
• 1.6 本课题的研究内容和方法
• 第二章 竹原纤维的优化机理及可行性分析
• 2.1 竹原纤维的化学成分分析
• 2.2 竹原纱线的改性机理分析
• 2.3 竹原纱线的改性工艺
• 2.4 本课题的研究方案
• 第三章 竹原纱线的基本组成和性能分析
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 竹原纤维表面、纵剖面、横截面形态特征
• 3.3.2 竹原纤维的长度、线密度测试结果及分析
• 3.3.3 竹原纤维的X衍射测定结果分析
• 3.3.4 竹原纤维的力学性能测试结果分析
• 3.4 本章结论
• 第四章 纤维素酶对竹原纤维的性能影响
• 4.1 纤维素酶对纤维素纤维的作用原理
• 4.2 纤维素酶的活性测试
• 4.2.1 酶活测试的方法及原理
• 4.2.2 实验部分
• 4.2.3 实验结果与分析
• 4.3 纤维素酶的活力与竹原纱线水解的关系
• 4.4 纤维素酶浓度与竹原纱线水解的关系
• 4.5 竹原纱线的酶预处理工艺
• 4.6 纤维素酶处理工艺参数的正交设计
• 4.7 本章结论
• 第五章 酶处理对竹原纱线结构性能的影响
• 5.1 实验材料
• 5.2 实验仪器及条件
• 5.3 实验方法
• 5.4 实验结果与讨论
• 5.4.1 酶处理竹原纤维的红外谱图分析
• 5.4.2 酶处理对竹原纤维、纱线的形态结构影响
• 5.4.3 酶处理对竹原纱线的吸湿性的影响
• 5.4.4 酶处理对竹原纤维的结晶度的影响
• 5.4.5 DTA-TG分析
• 5.4.6 纱线力学性能分析
• 5.4.7 纱线弹性性能分析
• 5.4.8 纱线的耐磨性能分析
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 竹原纱线的基本组成和性能分析
• 6.1.2 纤维素酶对竹原纤维的性能影响
• 6.1.3 酶处理对竹原纱线结构性能影响
• 6.2 展望
• 研究生期间已发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要