亚麻纤维天然古朴、色彩柔和,具有独特的凉爽舒适性,是化学纤维所不具备,其它天然纤维不可比拟的,被誉为“植物纤维中的皇后”。亚麻产品具有“绿色保健”的特点,倍受消费者青睐,是国际市场上最受欢迎的纺织品之一。然而亚麻脱胶技术存在的不足制约了亚麻纺织难以纺高支纱和生产高档产品。尽管粗纱煮漂工艺有助于纺高支纱,但是工业上多采用化学煮练,其产生的环境污染和对纱线性能的损伤,使得生物沤麻、生物脱胶以及生物煮漂工艺的工业化应用显得刻不容缓。但目前有关亚麻粗纱生物煮练多在中性或偏酸性条件下进行,使得其需要联合传统碱煮才能完成煮练任务。因此,为了减少、甚至不用氢氧化钠煮练,行业内尝试将碱性果胶酶用于棉纤维、织物精练和大麻脱胶。针对亚麻粗纱胶质成分及其采用工艺纤维纺纱特性,本文探讨了在碱性条件下进行生物煮练的可能性。在生物煮练工业化进程中,行业中多关注缩短煮练时间、煮练工艺制定及基于纤维残胶率、强度、分裂度等指标的效果评价,对纤维结构和性能演变研究则关注较少。基于此,本文筛选出含果胶酶和木聚糖酶的纤维单胞菌(Cellulomonas sp)DA8菌株,并采用其在碱性条件下处理亚麻粗纱,在探讨最优煮练工艺同时,结合DSC、TGA和TDA热分析技术、气相色谱-质谱技术、X射线小角散射技术和拉曼光谱分析技术对比分析研究了不同煮练后亚麻纤维结构和性能的演变特征。本文的研究结果如下：(1)筛选出碱性脱胶菌株DA8。经形态、生理生化和16SrDNA序列分析,将其分类鉴定为纤维单胞菌(Cellulomonas sp)。酶活测定表明该菌液同时具有果胶酶活力和木聚糖酶活力,并在pH为6.5-9.0,50℃以下酶活较稳定。DA8菌株在碱性条件下对亚麻粗纱煮练表明,纤维强力损伤小(下降14.19%)；扫描电子显微镜对比观察表明,和原纱亚麻纤维以及传统化学处理纤维相比,DA8处理后亚麻纤维表面胶质去除干净且表面光滑。以煮练后亚麻粗纱束纤维强度和分裂度为响应指标,通过正交实验优化了DA8菌液在碱性条件下的煮练工艺：初始pH为9,温度为40℃,浴比为1：15,时间为12h,摇床转速为200rmp。(2)探讨了漂白工序、碱性果胶酶对DA8细菌煮练的辅助作用,并与传统化学煮练和课题组筛选另一株DA10细菌和自提粗酶煮练和煮漂中试进行对比研究。研究表明漂白工艺对细菌煮练纤维强力损伤大概在1.5—1.9%左右,煮练后不进行水洗而直接进行一浴漂白和粗纱直接漂白对纤维强度损伤相对较大；和原纱试样相比,无论是DA8细菌煮练,还是以氢氧化钠为主的化学煮练均会损伤亚麻纤维强度,但和化学煮练相比,DA8细菌煮练中纤维强度损伤较小,且细菌煮漂后强力总体下降约是化学煮漂的58.8%；在碱性果胶酶辅助DA8细菌煮练中,碱性果胶酶与DA8用量比例为15：135时,纤维分裂度和强度均达最高,且JFC、EDTA和Na5P3O10同时添加有助于进一步提高煮练效果；在纤维性能上,自提粗酶→碱煮联合煮练较DA10细菌→碱煮联合煮练占一定优势。(3)对不同煮漂工序后纤维进行热性能分析的同时,进行了热解动力学分析和结晶动力学分析。由热解TGA曲线可知,亚麻粗纱不同煮漂工序后纤维的热解可分为3个过程：初始降解阶段、热解主要阶段和残渣热解阶段,在第三阶段,DA8细菌煮练及其煮漂工艺处理后纤维又分为炭化阶段和二次失重阶段,其他试样则只产生至炭化阶段；亚麻粗纱不同煮练后纤维热解残留质量不同表明生物煮练及其煮漂处理后纤维在热解过程中更加容易生成挥发性物质,而不会继续生成焦炭；TGA、DTA和DTG分析表明不同处理后亚麻纤维各个阶段的起始、拐点温度和终止温度向高温侧轻微移动,且主反应区间也增加；通过DSC曲线获得了不同煮练后纤维相转变温度,其大小顺序为S4>S0>S1>S3>S5>S2,而经工厂传统化学碱煮练-漂白纤维DSC曲线变化较平坦,无法确定其吸热峰和放热峰以及相转变温度；通过Coats和Redfern法求得第二反应阶段下活化能E和反应动力学参数,结果表明煮练处理后亚麻纤维热解第二阶段均可由一级反应过程描述,且拟合结果系数全部在0.99-1之间；DSC曲线计算获得了不同煮练后纤维结晶度的同时,通过Avrami方法计算获得了不同煮练后亚麻纤维结晶动力学基本参数。(4)采用裂解-气相色谱质谱分析了不同煮漂工序以及不同生物煮练后亚麻纤维的裂解产物特征。分析研究表明,不同煮漂工序后亚麻纤维在10℃/min升温速率下升温至570℃时热解共包含37种裂解产物,其中共同裂解产物包括二氧化碳、丙烯、环氧乙烷和呋喃半乳糖酐4种；不同煮漂工序后亚麻纤维的保留时间在16min前出现明显色谱峰,之后没有出现明显的特征峰；不同生物煮练后亚麻纤维裂解产物包括二氧化碳小分子化合物、乙醛类化合物、环氧乙烷和三十二烷杂环化合物以及吡哺戊糖糖类化合物；中试试样中自提粗酶煮漂后亚麻纤维的裂解产物增加较多,其中包括二氧化碳小分子化合物；醛、酮、醇、醚、酸和酯类化合物,醛类包括4-戊烯醛、4-戊烯醛；醇类包括环丁醇、2-己炔-1-醇；酮类包括3,3-二甲基-2-戊酮、羟基丙酮；醚类包括乙基缩水甘油基醚；酸类包括乙酸；杂环类化合物,2,3-二甲基-环氧乙烷、顺-2,3环氧丁烷、环氧丙烷、过氧化氢戊烷基、过氧化氢庚基、过氧化氢二丙基、3,4-戊二烯、1,8-二碘辛烷、过氧化氢戊烷基；阿拉伯糖糖类化合物。(5)采用X射线小角散射分析研究了不同煮练后亚麻纤维的结构演变特征。不同煮练后亚麻纤维X射线小角散射曲线有一个明显的散射峰,散射峰极大值对应的散射矢量q分布在0.6-0.8nm-1之间,其中工厂化学煮练漂白后纤维散射峰极大值对应的散射矢量最小,周期长度也最长；亚麻纤维平均周期长度分布在80-108nm之间,其中直接漂白后粗纱纤维的平均周期长度最低,说明其纤维分离度最差,细菌煮练后两种漂白方案处理纤维的平均周期长度相近,均为87.59nm,而原纱粗纱、化学煮练粗纱、DA8细菌煮练粗纱则相近；亚麻纤维的Guinier曲线在小角处呈上凹状表明煮练后纤维散射体系是密度不均匀体系,不同煮练工序处理后亚麻纤维微原纤形状不同,工厂化学漂白和DA8细菌煮练后微原纤近似于球状,其他方案处理与原纱纤维相同,其微原纤均为旋转椭球状或长棒状；亚麻粗纱煮练后,其Porod均呈正偏离,亚麻粗纱不同煮练工序处理后纤维微原纤截面层厚度分布在0.59-0.64nm之间,不同生物煮练后亚麻纤维微原纤界面层厚度则分布在0.62-0.70nm之间；除工厂酶漂粗纱纤维散射体具有表面分形结构外,其他处理均具有质量分形特征。(6)采用拉曼光谱分析研究了亚麻粗纱不同煮练后纤维结构演变特征。分析表明,亚麻粗纱不同处理后纤维中纤维素的主要特征峰为2897,1121,1098,378cm-1;2897cm-1峰产生于纤维素C-H及CH2的伸缩振动。1121cm-1峰归属于纤维素C-O-C糖苷键的对称伸缩振动和C-O-C环呼吸振动,而1098cm-1是纤维素C-O-C糖苷键的非对称伸缩振动峰。378cm-1归属于纤维素β—-D葡萄糖苷键。生物煮练后,在漂白工艺中0.3-0.4%浓度的NaOH用量即会使得亚麻纤维中纤维素结晶区由纤维纤维素Ⅰ向纤维素Ⅱ发生多晶形转变。采用纤维素拉曼峰强度比值R=I1120/11098表征不同处理后亚麻纤维分子变化程度,R值越大,表明半纤维、果胶等非纤维素碳水化合物和木质素的影响越大。综合分析表明,在碱性条件下进行亚麻粗纱生物煮练是可行的,通过现代分析技术提取、分析和对比不同煮练后纤维结构和性能演变特征,不仅为进一步合理制定生物煮练工艺、成功实现生物煮练工业化提供了数据支持,而且为进一步阐明碱性条件下生物煮练机理,和更好地开发、利用亚麻纤维奠定了较好的基础。