布面淀粉和PVA浆料质量分数的测定

吴格辉，冯亚丹，缪宇龙，李 鑫，吴梦玲

（传化智联股份有限公司，浙江杭州 311215）

经纱上浆是织造的重要工序，浆料粘附于纱线表面，能改善其物理机械性能，使织造顺利进行。上过浆的织物在染色前必须进行退浆处理，退浆效果影响染色效果。精练剂是棉织物前处理的重要助剂，可以去除棉机织布布面的淀粉和聚乙烯醇（PVA）等浆料以及棉纤维中的天然杂质。退浆效果评价法为指示剂比色法，以碘液指示剂在布面的显色评价退浆效果，但对效果相近的样品不能很好地区分评价，且无法得知布面浆料残留量。

淀粉和PVA 都属于水溶性高分子化合物，常常混在一起形成复合浆料。本实验分别建立淀粉浆料和PVA 浆料测定法，避免测定时淀粉与PVA 之间相互干扰。淀粉质量分数测定法主要有酶水解法和酸水解法［1］。淀粉酶对淀粉的水解具有专一性，但短时间内淀粉很难完全水解为葡萄糖，存在较多寡糖；酸水解法能将淀粉完全水解为葡萄糖［2］，但棉纤维在酸性条件下也能发生部分水解，生成的葡萄糖会干扰淀粉的测定。为了避免棉纤维水解，本实验通过两步水解法，将布面淀粉完全水解为葡萄糖，再用碘量法测定葡萄糖质量分数。碘量法测定葡萄糖质量分数的原理：过量I2与氢氧化钠作用生成IO-定量氧化葡萄糖中的醛基，未与葡萄糖作用的IO-在碱性介质中进一步歧化为IO3-和I-，在酸性条件下又转变成I2析出，析出的I2可用Na2S2O3标准溶液滴定，通过Na2S2O3标准溶液浓度可计算葡萄糖质量分数［3］。

PVA 水溶液在硼酸环境中与碘生成蓝色络合物，络合物吸光度与PVA 浓度在一定范围内符合朗伯比尔定律［4］。本实验以酸性溶液作为提取液，既能提取布面的PVA 浆料，又能水解布面的淀粉，避免其对PVA 显色产生影响，研究紫外-可见吸收光谱测定PVA 的方法。

1 实验

1.1 试剂与仪器

试剂：淀粉酶TF-162FB（传化智联股份有限公司），淀粉、PVA（1788）、碘、碘化钾、硼酸、氢氧化钠、浓盐酸、硫代硫酸钠（分析纯，西陇科学股份有限公司）。仪器：紫外-可见分光光度计，电子天平（精度0.000 1 g）。

1.2 溶液的配制

碘液：取碘12.7 g、碘化钾24.0 g 于500 mL 烧杯，加入去离子水100 mL，搅拌至充分溶解，用去离子水稀释至1 000 mL，保存于棕色瓶中，置于暗处。

硼酸溶液：取40 g 硼酸于900 mL 去离子水中，加热至溶解，用去离子水稀释至1 000 mL。

1.3 布面淀粉的水解

称取1 g 坯布或2 g 精练后的布样，剪碎后加入60 mL TF-162FB 酶溶液（30 g/L）中，80 ℃油浴振荡水解1 h，冷却后过滤，用25 mL 去离子水洗涤2 次，洗液并入滤液；向滤液中加入10 mL 浓盐酸（1 mol/L），100 ℃油浴振荡水解1 h，冷却后加入8 mL 40%的氢氧化钠溶液至pH 呈中性。

1.4 测定

葡萄糖质量分数：用移液管吸取25 mL I2溶液于碘量瓶，边摇动边滴加4 mL 1 mol/L 的NaOH 溶液至溶液呈淡黄色。将碘量瓶加塞后于暗处放置10 min，加入2 mL 6.0 mol/L 的HCl 溶液酸化，用0.1 mol/L 的Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1 mL 淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失。

式中：c为Na2S2O3标准溶液浓度，mol/L；V空白为空白实验消耗的Na2S2O3标准溶液体积，L；V样品为样品实验消耗的Na2S2O3标准溶液体积，L；m为布样质量，g；180 为葡萄糖摩尔质量，g/mol；0.8 为葡萄糖副反应修正系数。

PVA 质量浓度：称取1 g 坯布或2 g 精练后的布样，剪碎后加入100 mL 1.0 mol/L 的盐酸溶液中，于100 ℃油浴中振荡2 h，冷却后过滤，用少许蒸馏水多次洗涤布样。将滤液移入250 mL 容量瓶，以去离子水稀释至刻度，摇匀，取25 mL 移入50 mL 容量瓶，加入10 mL 硼酸和2 mL 碘液，以去离子水稀释至刻度，摇匀，置于恒温水浴锅内，待温度平衡后（25 ℃）测定650 nm 处的吸光度。以空白溶液为参比（10 mL 硼酸，2 mL 碘液，1.0 mol/L 盐酸溶液10 mL），在标准曲线上查找对应的PVA 质量浓度。

2 结果与讨论

2.1 淀粉浆料测定实验

2.1.1 水解条件的影响

在表1 各条件下水解后，溶液变得透明，水解液遇碘没有出现显色反应。从葡萄糖质量分数可以看出，淀粉酶并不能将淀粉完全水解为葡萄糖，存在较多的寡糖，因此需要进行下一步酸水解，将寡糖彻底水解为葡萄糖。

表1 不同酶水解条件下的葡萄糖质量分数

淀粉浆料经过两步法水解后，水解液呈透明状。由表2 可以看出，1 mol/L 盐酸水解1 h，葡萄糖质量分数达到峰值80.0%。盐酸浓度过大或水解时间过长，葡萄糖质量分数都呈现下降趋势，这可能与葡萄糖发生副反应有关。

表2 两步法水解条件下的葡萄糖质量分数

2.1.2 精密度

由表3 可知，两步水解法和碘量法测试的相对标准偏差小于2%，具有较好的精密度。

表3 淀粉浆料的精密度实验

2.1.3 加标回收率

由表4 可知，两步水解法和碘量法测试能完全提取布面的淀粉浆料，同时避免棉纤维水解干扰，测试结果较准确。

表4 淀粉浆料的加标回收率实验

2.2 PVA 浆料测定实验

2.2.1 硼酸与碘液用量对吸光度的影响

由图1 可知，随着硼酸用量的增加，吸光度呈上升趋势。当硼酸用量达到10 mL 时，吸光度呈现稳定趋势。随着碘液用量的增加，吸光度也呈上升趋势。当碘液用量达到2 mL 时，吸光度呈现稳定趋势。因此，最终选定硼酸用量为10 mL，碘液用量为2 mL。

图1 硼酸、碘液用量对吸光度的影响

2.2.2 标准曲线的绘制

由图2 可以看出，当PVA 质量浓度为2.1～27.5 mg/L 时，吸光度与质量浓度具有很好的线性关系。根据最小二乘法建立的标准曲线方程为A=0.033 9ρ-0.005 5，相关系数R2=0.999。

图2 PVA 的紫外-可见吸收光谱(a)、标准曲线图(b)

2.2.3 精密度

由表5 可知，紫外-可见吸收光谱法测试的相对标准偏差小于2%，具有较好的精密度。

表5 PVA 浆料的精密度实验

2.2.4 加标回收率

由表6 可知，平均回收率为99.8%，说明测试方法的准确度较高。

表6 PVA 浆料的加标回收率实验

3 结论

建立了布面淀粉和PVA 浆料的测试方法。通过淀粉酶将布面淀粉水解为寡糖，再在酸溶液中将寡糖进一步水解为葡萄糖，通过碘量法测定葡萄糖质量分数；在酸溶液中提取布面的PVA 浆料，同时水解可能存在的淀粉浆料，再通过紫外-可见吸收光谱法测试PVA 质量分数。检测结果可靠，可以作为退浆过程中布面淀粉和PVA 浆料质量分数的测定方法。