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角质酶是棉织物生物酶精练工艺的关键酶之一,它的研究对于推动棉织物精练的清洁生产具有重要意义。为了增强角质酶与棉织物的亲和力,提高角质酶的催化效率,可以将纤维素结合域(CBD)融合到角质酶结构中,构建对棉织物具有高吸附性的新型角质酶。本文以江南大学自制的CBD-角质酶与角质酶为研究对象,考察了CBD-角质酶以及角质酶在不同底物上的吸附性能,然后将两种角质酶用于棉织物精练,研究了CBD-角质酶对棉织物的较适宜处理条件,并对两种角质酶的精练效果进行了对比。对CBD-角质酶以及角质酶在纤维素纤维上的吸附性能进行研究后发现:在角质酶中引入CBD结构可提高角质酶在纤维素纤维上的吸附性能,其吸附量以及吸附速率均有所提高;即使纤维素葡萄糖残基上的羟基被部分酯化后,CBD结构的引入仍会提高角质酶在纤维上的吸附量,但是提高的程度比在纤维素纤维上弱;而当纤维素纤维表面被疏水性杂质覆盖时,角质酶与CBD-角质酶对纤维的吸附能力均有所降低,而且CBD-角质酶在纯棉坯布上的吸附能力甚至低于角质酶。角质酶和CBD-角质酶的吸附动力学研究表明:角质酶在纤维素纤维上的吸附符合拟一级动力学模型,CBD-角质酶在漂白棉织物和粘胶纤维上的吸附更加符合拟二级动力学方程,而在醋酯纤维和纯棉针织坯布上的吸附符合拟一级动力学方程;吸附热力学研究表明:角质酶在纤维素纤维上的吸附均符合Langmuir模型,CBD-角质酶在漂白棉织物、粘胶纤维和醋酯纤维上的吸附也符合该吸附模型。拟合得到的吸附参数表明CBD的引入确实增强了角质酶与纤维素纤维的结合力,当纤维素分子链中羟基被酯化时,CBD-角质酶在其上的吸附性能减弱,但仍然优于角质酶。最后,本文将CBD-角质酶和角质酶用于棉织物精练,探讨了pH值、处理温度、酶浓度、处理时间等对棉织物减量率和润湿性的影响。结果表明,两种角质酶的较优工艺条件是一致的,均在pH8.0左右,温度50-55℃,酶浓度2000U/L,处理时间3h时达到最好处理效果。在同样的处理条件下,对比处理效果可发现:CBD-角质酶对织物有更高的减量率和棉蜡去除率,织物的润湿性能和染色性能改善更加明显。油红染色和FT-IR分析结果进一步表明经过CBD-角质酶处理之后,棉纤维表面蜡质残余明显减少。