竹材预水解过程中木质素对半纤维素溶出的抑制作用

摘要

以竹片为研究对象,分析预水解过程中半纤维素脱除率与木质素脱除率的关联性,特别是预水解后期木质素对半纤维素溶出的影响.将竹片用植物粉碎机粉碎后,取40～60目竹粉模拟预水解实验,分析竹粉在预水解过程中的孔隙变化,结合预水解过程中竹片表面微观结构变化及木质素的迁移行为,探讨木质素对半纤维素溶出的抑制作用.结果表明,预水解过程中,半纤维素的脱除率与木质素存在一定关系;预水解前期,木质素和半纤维素同时降解溶出;预水解至一段时间后,木质素和半纤维素脱除率均达到最大值.继续预水解,木质素脱除率急剧下降,而半纤维素脱除率不再提高.环境扫描电子显微镜(ESEM)分析显示预水解后期的竹片表面基本被疏水木质素涂层覆盖,疏水涂层的存在可能会阻碍半纤维素的降解溶出.竹粉的模拟实验结果也证实了预水解后期竹粉的孔体积和孔径明显下降.因此,预水解固体基质中较高的木质素含量及由木质素迁移导致的纤维表面和纤维孔隙结构变化是阻碍预水解后期半纤维素进一步溶出的主要原因.