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随着洗涤剂行业的飞速发展,为开发更高效、经济和安全的洗涤剂产品,亟待对洗涤剂中表面活性剂及酶制剂对不同污垢的洗涤机理进行深入和系统研究。鉴于洗涤机理的研究涉及纤维组成、油渍成分及洗涤剂各组分间的相互作用等影响因素,并长期以来受制于缺乏有效的仪器观察和表征手段,造成洗涤机理的深入研究相对滞后。针对织物表面洗涤过程难以实时跟踪观察、洗涤剂洗涤效果难以定量检测和评价的问题,本课题以棉纤维作为研究对象,选取橄榄油、花生油、猪油作为油渍,应用激光共聚焦显微镜对含油渍棉纤维的洗涤过程进行实时监测,通过对动态荧光图像和荧光强度变化的深入分析,应用科学的数据处理方法,揭示洗涤剂中表面活性剂及酶制剂对不同性质污垢的洗涤机理,对于低温洗涤等先进洗涤技术的开发和新型加酶洗涤剂的研制等具有重要的指导意义。首先,对洗涤剂的主要组分性能进行研究,包括:(1)采用同步荧光光谱法测定十二烷基苯磺酸钠(LAS)的临界胶束浓度(CMC),结果表明:第一临界胶束浓度(CMC1)为1.50mmol/L,第二临界胶束浓度(CMC2)为6.30mmol/L;(2)在脂肪酶活力测定的基础上,探究了温度、pH值和低浓度下各类表面活性剂对脂肪酶活力的影响,结果表明:脂肪酶最适温度为40℃,最适pH=7.7,并发现在低浓度下阴离子表面活性剂(如LAS)对酶活的抑制作用相对于非离子表面活性剂(如AEO-7)较弱。其次,借助上述研究结果,在常温下应用激光共聚焦显微镜分别实时观察分析表面活性剂LAS和脂肪酶(500ppm)对三种油渍(橄榄油、花生油、猪油)的洗涤过程。结果表明:表面活性剂LAS对油渍的洗涤机理随油渍的组分及流动性的不同而具有一定差异。其中,橄榄油流动性好,表面活性剂LAS可通过“卷落”机理将其从纤维表面去除;花生油组分中不饱和脂肪酸含量比橄榄油低,流动性较小,依靠表面活性剂LAS的乳化作用才能将其从纤维表面去除;猪油在常温下为固体状,与纤维表面的黏附强度较大,除了表面活性剂LAS的乳化、增溶作用,还需要借助加入阴离子表面活性剂增加纤维表面与油渍之间的排斥力达到完全去除油渍的目的。脂肪酶对三种油渍的洗涤机理基本一致,在洗涤过程中通过脂肪酶的水解作用,将油渍分解成甘油二酯、甘油一酯、甘油及脂肪酸等易溶于水的物质而去除。在上述洗涤机理研究的基础上,通过激光共聚焦显微镜实时观察分析各项洗涤条件对猪油、花生油油渍洗涤效果的影响,结果表明:表面活性剂LAS的浓度对油渍去除效果的影响较大。随着表面活性剂LAS浓度增大,其对油渍的乳化包裹作用和增溶作用加强,油渍去除效果增强;温度对油渍洗涤也有重要影响,随着洗涤温度升高,一方面表面活性剂LAS溶液的乳化和增溶能力增强,另一方面油渍分子的热运动速度加快,油渍和纤维两者之间粘结牢度降低,便于油渍从纤维表面脱落下来。此外,荧光图像与荧光强度分析表明四种商品化洗涤剂A、B、O、T中,洗涤剂A、B、T对猪油油渍的洗涤效果比洗涤剂O好;洗涤剂A、B对花生油油渍的洗涤效果比洗涤剂O、T好。最后,应用Box-Behnken模型探究各项洗涤条件对棉织物表面橄榄油油渍洗涤效果的影响,通过响应曲面优化最佳洗涤条件。结果表明:当洗涤剂浓度0.60g/L,脂肪酶浓度4.37g/L,洗涤温度25℃,洗涤液pH=7.3时,洗涤后织物的润湿时间为0.51s,具有最优的洗涤效果。该优化结果对含酶洗涤剂的组分配比和实际低温洗涤条件范围的选择提供指导。