布面淀粉和PVA漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

吳格輝，馮亞丹，繆宇龍，李 鑫，吳夢玲

（傳化智聯(lián)股份有限公司，浙江杭州 311215）

經(jīng)紗上漿是織造的重要工序，漿料粘附于紗線表面，能改善其物理機械性能，使織造順利進行。上過漿的織物在染色前必須進行退漿處理，退漿效果影響染色效果。精練劑是棉織物前處理的重要助劑，可以去除棉機織布布面的淀粉和聚乙烯醇（PVA）等漿料以及棉纖維中的天然雜質(zhì)。退漿效果評價法為指示劑比色法，以碘液指示劑在布面的顯色評價退漿效果，但對效果相近的樣品不能很好地區(qū)分評價，且無法得知布面漿料殘留量。

淀粉和PVA 都屬于水溶性高分子化合物，常常混在一起形成復(fù)合漿料。本實驗分別建立淀粉漿料和PVA 漿料測定法，避免測定時淀粉與PVA 之間相互干擾。淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定法主要有酶水解法和酸水解法［1］。淀粉酶對淀粉的水解具有專一性，但短時間內(nèi)淀粉很難完全水解為葡萄糖，存在較多寡糖；酸水解法能將淀粉完全水解為葡萄糖［2］，但棉纖維在酸性條件下也能發(fā)生部分水解，生成的葡萄糖會干擾淀粉的測定。為了避免棉纖維水解，本實驗通過兩步水解法，將布面淀粉完全水解為葡萄糖，再用碘量法測定葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。碘量法測定葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原理：過量I2與氫氧化鈉作用生成IO-定量氧化葡萄糖中的醛基，未與葡萄糖作用的IO-在堿性介質(zhì)中進一步歧化為IO3-和I-，在酸性條件下又轉(zhuǎn)變成I2析出，析出的I2可用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度可計算葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)［3］。

PVA 水溶液在硼酸環(huán)境中與碘生成藍色絡(luò)合物，絡(luò)合物吸光度與PVA 濃度在一定范圍內(nèi)符合朗伯比爾定律［4］。本實驗以酸性溶液作為提取液，既能提取布面的PVA 漿料，又能水解布面的淀粉，避免其對PVA 顯色產(chǎn)生影響，研究紫外-可見吸收光譜測定PVA 的方法。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：淀粉酶TF-162FB（傳化智聯(lián)股份有限公司），淀粉、PVA（1788）、碘、碘化鉀、硼酸、氫氧化鈉、濃鹽酸、硫代硫酸鈉（分析純，西隴科學(xué)股份有限公司）。儀器：紫外-可見分光光度計，電子天平（精度0.000 1 g）。

1.2 溶液的配制

碘液：取碘12.7 g、碘化鉀24.0 g 于500 mL 燒杯，加入去離子水100 mL，攪拌至充分溶解，用去離子水稀釋至1 000 mL，保存于棕色瓶中，置于暗處。

硼酸溶液：取40 g 硼酸于900 mL 去離子水中，加熱至溶解，用去離子水稀釋至1 000 mL。

1.3 布面淀粉的水解

稱取1 g 坯布或2 g 精練后的布樣，剪碎后加入60 mL TF-162FB 酶溶液（30 g/L）中，80 ℃油浴振蕩水解1 h，冷卻后過濾，用25 mL 去離子水洗滌2 次，洗液并入濾液；向濾液中加入10 mL 濃鹽酸（1 mol/L），100 ℃油浴振蕩水解1 h，冷卻后加入8 mL 40%的氫氧化鈉溶液至pH 呈中性。

1.4 測定

葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)：用移液管吸取25 mL I2溶液于碘量瓶，邊搖動邊滴加4 mL 1 mol/L 的NaOH 溶液至溶液呈淡黃色。將碘量瓶加塞后于暗處放置10 min，加入2 mL 6.0 mol/L 的HCl 溶液酸化，用0.1 mol/L 的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1 mL 淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失。

式中：c為Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；V空白為空白實驗消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，L；V樣品為樣品實驗消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，L；m為布樣質(zhì)量，g；180 為葡萄糖摩爾質(zhì)量，g/mol；0.8 為葡萄糖副反應(yīng)修正系數(shù)。

PVA 質(zhì)量濃度：稱取1 g 坯布或2 g 精練后的布樣，剪碎后加入100 mL 1.0 mol/L 的鹽酸溶液中，于100 ℃油浴中振蕩2 h，冷卻后過濾，用少許蒸餾水多次洗滌布樣。將濾液移入250 mL 容量瓶，以去離子水稀釋至刻度，搖勻，取25 mL 移入50 mL 容量瓶，加入10 mL 硼酸和2 mL 碘液，以去離子水稀釋至刻度，搖勻，置于恒溫水浴鍋內(nèi)，待溫度平衡后（25 ℃）測定650 nm 處的吸光度。以空白溶液為參比（10 mL 硼酸，2 mL 碘液，1.0 mol/L 鹽酸溶液10 mL），在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查找對應(yīng)的PVA 質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 淀粉漿料測定實驗

2.1.1 水解條件的影響

在表1 各條件下水解后，溶液變得透明，水解液遇碘沒有出現(xiàn)顯色反應(yīng)。從葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以看出，淀粉酶并不能將淀粉完全水解為葡萄糖，存在較多的寡糖，因此需要進行下一步酸水解，將寡糖徹底水解為葡萄糖。

表1 不同酶水解條件下的葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

淀粉漿料經(jīng)過兩步法水解后，水解液呈透明狀。由表2 可以看出，1 mol/L 鹽酸水解1 h，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到峰值80.0%。鹽酸濃度過大或水解時間過長，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)都呈現(xiàn)下降趨勢，這可能與葡萄糖發(fā)生副反應(yīng)有關(guān)。

表2 兩步法水解條件下的葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.1.2 精密度

由表3 可知，兩步水解法和碘量法測試的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%，具有較好的精密度。

表3 淀粉漿料的精密度實驗

2.1.3 加標(biāo)回收率

由表4 可知，兩步水解法和碘量法測試能完全提取布面的淀粉漿料，同時避免棉纖維水解干擾，測試結(jié)果較準(zhǔn)確。

表4 淀粉漿料的加標(biāo)回收率實驗

2.2 PVA 漿料測定實驗

2.2.1 硼酸與碘液用量對吸光度的影響

由圖1 可知，隨著硼酸用量的增加，吸光度呈上升趨勢。當(dāng)硼酸用量達到10 mL 時，吸光度呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢。隨著碘液用量的增加，吸光度也呈上升趨勢。當(dāng)?shù)庖河昧窟_到2 mL 時，吸光度呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢。因此，最終選定硼酸用量為10 mL，碘液用量為2 mL。

圖1 硼酸、碘液用量對吸光度的影響

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

由圖2 可以看出，當(dāng)PVA 質(zhì)量濃度為2.1～27.5 mg/L 時，吸光度與質(zhì)量濃度具有很好的線性關(guān)系。根據(jù)最小二乘法建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A=0.033 9ρ-0.005 5，相關(guān)系數(shù)R2=0.999。

圖2 PVA 的紫外-可見吸收光譜(a)、標(biāo)準(zhǔn)曲線圖(b)

2.2.3 精密度

由表5 可知，紫外-可見吸收光譜法測試的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%，具有較好的精密度。

表5 PVA 漿料的精密度實驗

2.2.4 加標(biāo)回收率

由表6 可知，平均回收率為99.8%，說明測試方法的準(zhǔn)確度較高。

表6 PVA 漿料的加標(biāo)回收率實驗

3 結(jié)論

建立了布面淀粉和PVA 漿料的測試方法。通過淀粉酶將布面淀粉水解為寡糖，再在酸溶液中將寡糖進一步水解為葡萄糖，通過碘量法測定葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)；在酸溶液中提取布面的PVA 漿料，同時水解可能存在的淀粉漿料，再通過紫外-可見吸收光譜法測試PVA 質(zhì)量分?jǐn)?shù)。檢測結(jié)果可靠，可以作為退漿過程中布面淀粉和PVA 漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定方法。