酶处理对麦秸表面润湿性能的影响机理研究

摘要

利用农作物秸秆生产非木质人造板是世界范围内人造板研究领域中的研究热点之一。我国农作物生产结构中，小麦是最主要的粮食作物之一，每年废弃的秸秆较多，在给环境带来了严重污染的同时，也造成了资源的浪费。因此，如何开发利用麦秆，早已引起人们的密切关注，更是目前所面临的一个重要研究课题。为了适应市场需求，采用价格低廉的醛类胶粘剂生产出合格的麦秸板，可极大地缩短麦秸代替木材生产人造板的工业化进程。为了达到上述目的，本课题对麦秸进行不同条件下的脂肪酶、木聚糖酶及混合酶处理，以及水热处理和氧气低温等离子体处理，并对处理前后麦秸表面润湿性能、表面化学基团及胶合强度的变化规律进行研究。 通过研究麦秸表面接触角及自由能的变化规律表明：经不同条件下的酶处理后，可以明显改善麦秸表面润湿性能，使麦秸表面接触角减小、表面自由能增加。通过使用恰当的水热处理和氧气低温等离子体处理条件，对麦秸表面进行处理，也可以改善麦秸表面润湿性能。通过优化试验结果分析，脂肪酶处理麦秸的最佳工艺条件是pH为7.0，温度45～50℃，时间7h。木聚糖酶处理的最佳工艺条件，pH为5.0，温度45～50℃，时间5h。从扫描电镜可以看出经酶液处理后的麦秸表面变得粗糙，有利于其表面润湿性能提高。通过FT-IR分析表明：酶液对麦秸处理后，可以使其表面的羰基、羟基、羧基等含氧官能团增加，从而有利于其表面胶合性能提高。

目录

文摘

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致谢

1绪论

1.1发展麦秸人造板的意义和前景

1.2农业剩余物人造板的发展概况

1.2.1国外农业剩余物人造板的发展与现状

1.2.2我国秸秆人造板的研究开发状况

1.2.3秸秆制人造板的工艺

1.3麦秸人造板面临的主要技术问题

1.3.1成本问题

1.3.2生产过程中的脱模问题

1.3.3秸秆刨花施胶的均匀性问题

1.3.4板坯的运输问题

1.3.5其他问题

1.4课题研究内容、意义及创新点

1.4.1课题研究内容

1.4.2课题研究的意义

1.4.3课题研究的创新点

2试验材料与研究方法

2.1试验材料及仪器

2.1.1试验材料

2.1.2试验仪器及设备

2.2主要研究方法

2.2.1接触角测量仪分析

2.2.2傅立叶红外光谱(FT-IR)分析

2.2.3扫描电子显微镜

3酶处理对麦秸表面润湿性能的影响研究

3.1试验材料及方法

3.1.1试验材料及仪器

3.1.2试验方法

3.2酶处理对麦秸表面接触角的影响

3.2.1反应时间对麦秸表面接触角的影响

3.2.2反应温度对麦秸表面接触角的影响

3.2.3酶液浓度对麦秸表面接触角的影响

3.3酶处理对麦秸表面自由能的影响

3.3.1反应时间对麦秸表面自由能的影响

3.3.2反应温度对麦秸表面自由能的影响

3.3.3酶液浓度对麦秸表面自由能的影响

3.4酶处理对麦秸表面微观结构的影响

3.5结论

4酶处理对麦秸表面化学基团的影响研究

4.1试验材料与方法

4.2脂肪酶处理麦秸表面FT-IR分析

4.3木聚糖酶处理麦秸表面的FT-IR分析

4.4混合酶处理麦秸表面的FT-IR分析

4.5结论

5酶处理与水热处理麦秸的对比分析

5.1水热处理

5.1.1试验材料与方法

5.1.2试验结果分析

5.1.3水热处理与酶液处理进行对比分析

5.2水热处理麦秸表面的FT-IR分析

5.3水热处理与酶处理麦秸表面的FT-IR对比分析

5.4碱液处理对麦秸表面微观结构的影响分析

6酶处理与等离子体处理麦秸的对比分析

6.1等离子体处理的概念及原理

6.2等离子体处理时间对麦秸表面润湿性的影响分析

6.2.1试验材料与方法

6.2.2低温等离子体处理时间对麦秸表面接触角的影响

6.2.3低温等离子体处理与酶处理对比分析

6.3等离子体处理对麦秸表面微观结构的影响

7酶处理对麦秸表面胶合性能的影响研究

7.1实验材料与仪器

7.2酶处理对麦秸表面胶合性能的影响

8结论

9参考文献