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腈纶是热塑性合成纤维之一,它具有高强度、高弹性、颜色鲜艳等许多优良的性能,在许多方面和羊毛相似甚至超过羊毛,美中不足之处就是其亲水性能差和静电效应严重。传统的物理改性不能保持腈纶的一些优良性能,而化学改性则由于反应条件苛刻,环境污染严重而不被看好。随着人们对生物酶的认识不断提高,酶的研究与应用已经渗透到各个领域,本研究就腈纶纤维的生物酶改性作了研究探索。腈纶纤维中丙烯腈单元主要是首尾相接,这使得同一大分子上相邻氰基之间因极性方向相同而相互排斥,相邻大分子的氰基之间因极性方向相反而相互吸引,这就使得腈纶分子呈不规则的螺旋棒状构象,纤维大分子排列侧向有序,腈纶的这种超分子结构决定了其亲水性比较差,所以我们试图利用氰基转化酶表面催化作用破坏高极性的氰基,改善腈纶的亲水性能。在本论文中,我们选择了红球菌是产氰基转化酶(腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶)的工作菌,并从红球菌中提取出粗酶液,然后处理腈纶织物,试图改善腈纶织物的亲水性和抗静电性。通过测定织物处理前后的回潮率、静电半衰期、阳离子染料的上染率和酸性染料的K/S值等来检验改性的效果。由于氰基转化酶在红球菌中为胞内酶,而且为诱导酶,其活性受很多因素的调控,所以首先我们对红球菌的发酵培养条件进行了优化,通过气相色谱测定酶活。这是本论文的第一部分工作。通过优化培养,我们发现,当在pH=7,初始葡萄糖浓度为15g/L,培养时间为72小时,培养温度30℃时比较利于酶液酶活的提高,Fe2+,Co2+,Zn2+,Ca2+金属离子在一定浓度范围内可以提高酶活,以氯化钴的含量为15mg/L时较高,己内酰胺、尿素、乙酰胺、乙腈等作为诱导剂都有较高的产菌量和酶活,以尿素含量为0.6%具有最高酶活,酶活达到168.4U/mL,具有的较高的酶活。论文的第二部分工作是寻找酶反应的最佳条件,并将细胞破碎后提取的酶液处理织物,随后,我们对酶反应条件进行了探索,发现,在反应液pH=7和反应温度为40℃时酶活比较大。对于本试验的超声波细胞破碎,最佳超声工作时间为12.5分钟,超声输出功率为240W。经过从红球菌中提取的粗酶液处理后,腈纶织物的回潮率、静电半衰期、酸性染料(K/S)和阳离子染料(上染率)的可染性等均有不同程度的提高。本文又研究了加入表面活性剂或有机溶剂时的改性情况。当同时加入5%的异丙醇和0.5%的非离子渗透剂MP与5%的酶液同浴处理24小时后,织物具有最好的改性效果,此时,K/S值是原来的五倍多,半衰期降低到2.39s。通过对酶处理前后腈纶表面化学元素的XPS分析,证实了腈纶表面的部分-CN被转化为-COOH和-CONH2。本文的腈纶的生物酶改性取得了较好的成果,织物的回潮率、静电半衰期、可染性均得到了提高。