云杉CTMP纤维漆酶介体体系改性工艺及其机理研究

摘要

机械法制浆具有高得率、低能耗和少污染等优点，已经成为我国造纸工业未来发展的一个重点方向，但机械法制浆最大的缺点是其生产的纸浆强度不如化学浆，因而在一定程度上限制了其应用范围。本课题利用漆酶介体体系对云杉CTMP浆纤维进行改性，目的是去除覆盖在纤维表面的部分木素和抽提物成分，从而达到改善纤维强度性能的目的，并对其改性机理进行了研究。研究结果表明：
　　 （1）本文对漆酶介体体系改性未漂云杉CTMP浆的最佳工艺条件进行了探讨，其工艺条件为：通氧气，浆浓4％，酶用量15LAMU/g，pH值4.5，反应时间45min，温度65℃，介体用量1％（对绝干浆）。在该条件下，经漆改性后的纸浆白度有所下降，但纸浆强度明显增加。
　　 （2）最佳的H2O2漂白工艺为：H2O2用量5％，浆浓12％，温度85℃，NaOH用量3％，MgSO4用量1％，Na2SiO3用量2％（以上均对绝干浆），时间120min。在该条件下，经改性后的纸浆白度可提高到75.1％，相对对照浆提高了5.4％ISO。这说明，漆酶/介体改善云杉CTMP浆性能的同时，纸浆的可漂性增加。
　　 （3）经扫描电镜发现，经漆酶/VIO处理纸浆的纤维表面变得粗糙，有起毛现象，纤维之间紧密的交织在一起。
　　 （4）通过红外光谱分析表明，漆酶处理使云杉CTMP浆的木素吸收强度明显减弱，说明漆酶处理使木素降解溶出。
　　 （5） X-射线衍射分析表明，漆酶处理使纤维素的相对结晶度增大，说明经漆酶处理使覆盖在纸浆表面上的木素降解，暴露出更多的纤维素。
　　 （6） XPS分析结果表明，漆酶介体体系改性后CTMP纤维表面的氧碳（O/C）比上升，CI峰有所下降，说明漆酶改性后CTMP纤维表面木素和抽提物减少，碳水化合物的含量提高，有利于促进抄纸时纤维间氢键结合的形成。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1引言

1.2化学热磨机械浆(CTMP)的发展现状

1.3漆酶及其在造纸工业中的应用

1.3.1漆酶的来源与分布

1.3.2漆酶的结构与作用机制

1.3.3纸浆的漆酶漂白

1.3.4漆酶在机械浆中的应用

1.4本研究工作的目的和内容

第二章 酶活的测定与介体的筛选

2.1实验原材料及方法

2.1.1实验原材料

2.1.2实验仪器与设备

2.1.3实验方法

2.2结果与讨论

2.2.1酶活的测定

2.2.2不同介体对未漂云杉CTMP浆改性效果的影响

2.3本章小结

第三章 漆酶／VIO改性云杉CTMP浆的工艺研究

3.1实验原材料及方法

3.1.1实验原材料

3.1.2实验仪器设备

3.1.3实验方法

3.2最佳酶改性工艺条件的选择

3.2.1酶改性工艺条件对CTMP浆抗张指数的影响

3.2.2酶改性工艺条件对CTMP浆白度的影响

3.2.3酶改性工艺条件对得率的影响

3.2.4验证实验

3.3漆酶处理对CTMP浆性能的影响

3.3.1漆酶处理对CTMP化学组分的影响

3.3.2漆酶处理对CTMP PFI磨浆能耗的影响

3.3.3漆酶处理对纸浆羧基含量的影响

3.4本章小结

第四章 漆酶改性CTMP浆的漂白研究

4.1实验原材料与方法

4.1.1实验原材料

4.1.2实验方法

4.2 H2O2单段漂白

4.2.1 H2O2用量的影响

4.2.2漂白浆浓影响

4.2.3 NaOH用量的影响

4.2.4漂白温度的影响

4.2.5漂白时间的影响

4.3连二亚硫酸钠单段漂白

4.4本章小结

第五章 酶改性CTMP浆纤维形态及化学分析

5.1实验原材料与方法

5.1.1实验原材料

5.1.2电镜观察

5.1.3 X—射线衍射分析

5.1.4红外光谱分析

5.1.5 XPS化学分析光电子能谱

5.2结果与讨论

5.2.1扫描电子显微镜观察

5.2.2 X-射线衍射分析

5.2.3红外光谱分析

5.2.4 CTMP浆的X-射线光电子能谱分析(XPS)

5.3本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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