針對亞麻粗紗傳統(tǒng)煮漂工序的高耗水和環(huán)境污染問題,利用超臨界CO₂代替水介質對亞麻粗紗進行煮漂。系統(tǒng)研究了復配生物酶（木聚糖酶和纖維素酶）質量分數、溫度、壓力和時間對亞麻粗紗白度的影響,并利用響應面分析法對粗紗煮漂工藝條件進行優(yōu)化,通過Box-Behnken中心組合實驗和響應面法研究了自變量及其交互作用對白度的影響,得到粗紗白度的二次多項式回歸方程的預測模型。確定了亞麻粗紗超臨界CO₂煮漂最佳工藝條件:復配生物酶質量分數為3%,溫度為50℃,壓力為13 MPa,時間為60 min。在最優(yōu)工藝條件下,超臨界CO₂煮漂亞麻粗紗與原樣相比,白度達到40. 8%、殘膠率為16. 68%、斷裂強度為17. 12 c N/tex、斷裂伸長率為4. 23%、分裂度為1 072 Nm。與傳統(tǒng)煮漂效果相比,超臨界CO₂煮漂工藝仍存在一定差距,需進一步提高。 

【文章來源】：紡織學報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

Y=f(x2,x4)的響應面圖

在超臨界CO2煮漂亞麻粗紗實驗過程中，該系統(tǒng)濕度包括:純度為99.9%CO2中含水量;纖維的回潮率;生物酶溶液。其中:前2部分含水量很少，對生物酶活性的影響可以忽略;第3部分生物酶溶液中含水量對生物酶活性影響較大，從而間接影響了亞麻粗紗白度。圖1示出加水量對復配生物酶活性和粗紗白度的影響�？梢钥闯�:隨著水量的增加，生物酶的活性逐漸增大，粗紗白度逐漸增加;當在亞麻粗紗煮漂系統(tǒng)環(huán)境中加水量增加到30 m L時，生物酶的活性值較高，表明此時系統(tǒng)中的濕度適中，能使生物酶的活性中心與纖維的大分子更好地相結合[10]，利于降解纖維中非纖維素等物質，從而提高了亞麻粗紗的白度;若繼續(xù)增加含水量，會引起生物酶活性中心內部水簇的生成，降低了蛋白質大分子帶電性或與極性氨基酸之間的相互作用，改變了生物酶活性中心的結構，降低了生物酶的活性[11]，導致粗紗白度降低。為了保持生物酶的活性，在煮漂劑中加水量為30 m L時，可以使超臨界CO2煮漂系統(tǒng)內具有適當的濕度，因此，復配生物酶溶液中溶劑相對用量(加水量)選為30 m L。2.2 回歸方程的建立與顯著性檢驗

由圖2、5可看出:隨著復配生物酶質量分數的增加，亞麻粗紗的白度逐漸增加;當酶質量分數增加到3%時，亞麻粗紗白度可達到41.1%;之后再繼續(xù)增加復配生物酶質量分數到4%時，粗紗白度值僅增加到41.3%，相對比較而言，其增長幅度較小。這主要是由于在超臨界CO2流體中，隨著生物酶質量分數的增加，增加了CO2中攜帶的生物酶分子數量，增大了生物酶分子與纖維表面及雜質的接觸。在接觸過程中，木聚糖酶主要作用于木聚糖主鏈的內側糖苷鍵，使之降解成低聚木糖和少量的木糖、阿拉伯糖等小分子物質[15];同時，木聚糖酶可以斷裂木質素-碳水化合物復合體的部分連接鍵，使部分大分子木質素被隨之小分子化，然而這部分小分子木質素并不能去除，只會被暴露在纖維表面，形成脫木質素或有利于脫木質素的狀態(tài)，為下一步木質素的去除提供有利條件[16]。通過靜電吸附效應，纖維素酶吸附在木質素表面，可以催化β—O—4醚鍵斷裂，使木質素大分子降解為愈創(chuàng)木酚基小分子單體[17]。這些單體物質由超臨界CO2的循環(huán)運動帶入分離釜去除。由于未考察更廣的復配生物酶含量范圍內的白度變化，所以在實驗范圍內酶質量分數為3%是最好的，不排除繼續(xù)增加復配生物酶含量可獲得更好的增白效果。2.3.2 煮漂溫度對白度的影響

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]亞麻粗紗生物酶與化學聯合煮漂工藝研究[D]. 易春鋒.東華大學 2017



本文編號：3597247