纯PVA模拟上浆织物的PVA降解酶退浆研究

摘要

PVA降解酶对PVA有良好的生物降解性，可以应用于纺织工业中的PVA退浆工艺，实现在织物表面直接对PVA的降解，从而减少印染废水中PVA的排放。本课题主要研究PVA降解酶的发酵生产、PVA降解酶的酶学性质、PVA降解酶在纯PVA模拟上浆棉及涤棉织物退浆过程中的应用、超声波在PVA降解酶模拟退浆中的作用等方面，期望在退浆的同时对PVA浆料进行生物降解，提高退浆废水的可生化性。
　　 本文研究了PVA降解酶的发酵过程及适宜反应条件。PVA降解酶酶活为1.973U/mL。PVA含量由发酵前的5g/L降到0.1356g/L，PVA消耗率为97.29％。时间、pH、温度及PVA浓度等对PVA降解酶的酶活及降解率有一定的影响。通过实验得出，PVA降解酶适宜反应条件为：pH=7.0-8.0，T=30℃。PVA浓度为1g/L时，反应3h，PVA降解率为49.32％。
　　 本文将PVA降解酶应用到PVA模拟上浆棉织物的退浆过程中。采用PVA降解酶退浆，当退浆2h时，退浆液中的PVA量为35.78％，布上残留的PVA量为43.53％，退浆率达到56.47％，虽然达不到热水退浆的效果，但是浆液中PVA量与棉织物上残留PVA量之和小于100％，这说明PVA降解酶在进行退浆的同时，已将PVA部分降解。
　　 将PVA降解酶应用到PVA模拟上浆涤棉织物的退浆过程中，同时引入超声波技术来辅助PVA降解酶退浆。实验结果发现，PVA降解酶对PVA模拟上浆涤棉织物的最佳处理条件为：与pH=7.5-8.0的磷酸缓冲液按体积比为1:1比例混合的PVA降解酶溶液7mL，30g/L的氯化钠2mL，温度为30℃，退浆时间为1.5h，此时退浆率为41.06％，PVA降解率为55.87％;超声波辅助PVA降解酶用于PVA模拟上浆涤棉织物退浆过程中，利于PVA降解酶退浆，其适宜退浆条件为：超声波处理功率为50％，处理温度30℃，处理时间为45min，PVA降解酶液用量为7mL，30g/L氯化钠为2mL，退浆率可达到38.12％，PVA降解率为38.85％。
　　 采用超声波对PVA降解酶进行预处理，测定处理前后PVA降解酶的酶活，以此来考察超声波的功率、温度、超声时间对PVA降解酶酶活的影响，对超声波辅助PVA降解酶进行涤棉退浆效果做出分析。实验结果表明，超声波的引入降低了PVA降解酶的酶活，并且随着超声波功率、温度、处理时间的增加，PVA降解酶酶活下降越快。采用超声波对PVA溶液进行处理，结果超声波处理后PVA分子粒径变小。
　　 比较不同退浆方法对PVA模拟上浆涤棉织物退浆效果发现，采用Fenton氧化剂退浆，织物失重率较高，退浆液BOD/COD值较高，退浆废水可生化性提高，但由于Fenton试剂在酸性条件下作用，对织物的损伤较大，织物断裂强力、毛效较低，白度也差；热水与碱退浆效果较差，退浆废水COD值高，BOD/COD值很小，可生化性低，对织物损伤较大；PVA降解酶退浆，虽然退浆液中PVA含量高、COD值高，但BOD/COD值高，可生化性提高，而且退浆后织物毛效提高，强力损失较小，织物泛黄度较小，加入超声波后织物处理效果更好。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 PVA浆料及其退浆方法

1.3 PVA降解酶的研究及应用

1.4 超声波及超声波退浆

1.5 本课题研究内容及方法

2 实验部分

2.1 材料

2.2 药品

2.3 仪器

2.4 PVA降解酶的发酵

2.5 溶液的配制及上浆织物的制备

2.6 退浆

2.7 测试方法

3 结果与讨论

3.1 PVA降解酶的制备

3.2 PVA降解酶的酶学性质

3.3 PVA降解酶应用于PVA模拟上浆涤棉织物退浆研究

3.4 超声波辅助PVA降解酶用于涤棉织物的退浆

3.5 不同退浆方法退浆后性能比较

4 结论

4.1 研究结果

4.2 研究中存在的问题及有待研究方向

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果

致谢