金属离子对纤维二糖碱性降解性能的影响

摘要

在制浆造纸行业当中，碱法制浆是在碱性条件下对植物纤维进行一定化学处理。纤维素是纸浆的重要组成部分，因此在制浆造纸工艺过程中，要尽量地保护纤维素，减少纤维素在碱性条件下的降解，以便保证产品的机械性能和物理性能。目前，纤维素的碱性降解机理尚不完善，研究理论也不甚成熟，再加上纤维素的大分子结构，其降解反应复杂而又多变，所以本文采用纤维二糖作为纤维素的模型物。通过分析探讨纤维二糖的碱性降解性能，进而对纤维素的碱性降解过程做出一定程度的判断。
　　首先，本文分析了棉纤维碱法蒸煮时各种金属离子对纤维素聚合度的影响。纤维素的性能与纤维素的聚合度有关。纤维素大分子是纤维细胞的基础，纤维素及纸张的机械性能在很大程度上取决于纤维素的聚合度。实验通过铜乙二胺测定浆料粘度的方法，测定蒸煮前后棉纤维的聚合度的变化。我们发现:在160℃、用碱量20％、液比40∶1的条件下，K+在一定程度上促进了棉纤维的碱性降解，而Mg2+、Ca2+和Fe2+在一定程度上抑制了棉纤维的碱性降解。
　　然后，实验探讨分析了金属离子对纤维二糖碱性降解性能的影响。在这一步当中，首先需要确定的是用碱量、反应时间和反应温度等主要实验条件。实验主要从反应物和产物两方面来进行探讨分析，即在不同金属离子条件下，纤维二糖的降解情况和产物葡萄糖的生成情况会有不同的表现。实验主要运用高效液相色谱仪(HPLC)通过外标法来测定溶液中纤维二糖和葡萄糖的浓度。结果发现:K+促进纤维二糖的碱性降解;而Mg2+和Ca2+而抑制了纤维二糖的碱性降解。比较分析各种金属离子对棉纤维素和纤维二糖的碱性降解反应的影响，可以知道:所选金属离子K+、Mg2+和Ca2+对纤维二糖碱性降解反应的影响与它们对棉纤维碱法蒸煮时纤维素聚合度的影响是一致的。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 纤维素概述

1．1．1 纤维素结构概述

1．1．2 纤维素的反应类型

1．1．3 纤维素的碱性降解

1．1．4 国内外对金属离子对纤维素降解反应的相关研究

1．2 纤维二糖概述

1．2．1 纤维二糖简介

1．2．2 国内外对纤维二糖的相关研究

1．3 实验中用于表征纤维二糖碱性降解性能的方法

1．3．1 气相色谱法(GC)、气相色谱与质谱联用(GC-MS)法

1．3．2 高效液相色谱(HPLC)法

1．3．3 红外光谱分析法

1．3．4 3，5-二硝基水杨酸(DNS)比色法

1．3．5 纤维素平均聚合度的测定

1．4 葡萄糖详细检测方法的有关研究

1．5 研究内容、目的与意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验药品

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 实验方法概述

2．2．2 棉纤维碱性降解反应

2．2．3 纤维素聚合度的测定

2．2．4 纤维二糖碱性降解反应的实验步骤

2．2．5 葡萄糖生成率和纤维二糖降解率

3 结果与讨论

3．1 各种金属离子对棉纤维碱性降解的影响

3．1．1 空白试验

3．1．2 钾离子对棉纤维碱性降解的影响

3．1．3 镁离子对棉纤维素碱性降解的影响

3．1．4 亚铁离子对棉纤维碱性降解的影响

3．1．5 钙离子对棉纤维碱性降解的影响

3．1．6 碱性降解后浆料黏度的测定

3．2 金属离子对纤维二糖碱性反应性能的影响

3．2．1 葡萄糖和纤维二糖的标准曲线

3．2．2 主要反应条件的确定

3．2．3 金属离子对纤维二糖碱性降解性能的影响

3．3 纤维二糖碱性降解反应副产物的确定

3．3．1 利用紫外分光光度计对未知产物的分析

3．3．2 利用傅立叶变换红外光谱仪对未知产物分析

3．3．3 通过高效液相色谱仪对未知产物的分析

4 结论

4．1 本文的主要结论

4．2 本文的创新点

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

附录