基于酶促聚合反应的棉织物疏水改性工艺优化

李玉娇^1,2，赵晓曼^1,2,3，傅佳佳^1,2，王鸿博^1,2

1. 江南大学纺织服装学院江苏省功能纺织品工程技术研究中心2. 江南大学纺织服装学院生态纺织教育部重点实验室3. 江南大学纺织服装学院纺织生物技术国际联合实验室

摘 要：为改善棉织物的疏水性能,选取酶浓度、温度和处理时间3个影响因素,以静态接触角为评价指标,采用三因素三水平正交试验方法,对基于脂肪酶催化聚合反应的棉织物疏水改性工艺进行优化,结果表明,最优工艺条件为处理时间9 h,温度45℃,酶浓度45%(体积分数),此时棉织物的静态接触角为119.58°,润湿时间达109 s。扫描电镜结果表明改性后棉织物的纤维表面被许多颗粒覆盖。采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱测试仪,对改性棉织物的纤维素酶水解液进行化学表征,结果表明,在改性后棉织物的纤维素酶水解液中,存在脂肪酶催化合成的聚酯低聚物,最高聚合度为7,具有不同种类端基的聚酯分子的平均聚合度分别为3.27(nCA)、5.26(nCC)、5.66(nAA)。综合物理性能表征及化学表征分析,揭示了脂肪酶催化双酯类单体戊二酸二乙酯与乙二醇二乙酸酯在棉织物表面聚合对棉织物进行疏水改性的作用机制:在棉织物表面酶促生成的疏水性聚酯低聚物分子紧密附着或嵌合在棉织物纤维集合体之间,在其表面形成一薄层疏水防护层,赋予棉织物良好的疏水性能。

关键词：脂肪酶;棉织物;戊二酸二乙酯;乙二醇二乙酸酯;疏水改性;工艺优化;