纤维素微纤丝(CMF)作为一种新型的纳米纤维素材料,具有良好的机械性能、阻隔性能和透光性等优异性质,市场前景广阔。但阻碍CMF成功商业化的主要原因是将纤维解离成CMF的机械能耗极高,而酶预处理在降低解离能耗方面具有很大的潜力。国内外对酶预处理制备CMF的研究较多关注其物理性能的表征及应用,而涉及酶预处理机理、酶预处理对纤维形态和结构的影响等研究相当少。由于纤维素酶结构及水解底物种类的复杂性,关于酶水解后纤维形态及聚集态发生的变化等分析并不一致。所以,本课题重点研究酶预处理制备CMF的关键点——“酶预处理”。采用复合、内切和外切纤维素酶对漂白马尾松纤维进行预处理,结合高压均质机制备CMF。研究酶预处理对纤维形态、结构及性能影响的一般规律,揭示酶预处理机理,为纤维素酶种类的选择及酶预处理在CMF制备过程中的实际应用提供研究基础,促进纳米纤维素的开发。实验通过改变酶用量和酶预处理时间来研究纤维的水解得率,结果表明:增加酶用量和延长酶预处理时间都可以增加纤维的水解程度。内切纤维素酶对纤维的水解能力相对另外两种纤维素酶较弱。对酶预处理后纤维的形态进行分析,结果表明:在酶用量较小时,3种纤维素酶都优先与纤维表面存在的细小纤维反应,纤维的比表面积减小。内切纤维素酶主要切断纤维,不会对纤维表面产生明显的起皮现象。而另外两种纤维素酶用量增加时,纤维表面的起皮、剥皮和切断现象逐渐加剧。3种纤维素酶用量增加时,细小纤维含量逐渐增加,纤维的平均长度逐渐减小,比表面积与结晶度变化呈相反的趋势。通过FTIR、XRD和TGA分析,发现酶预处理不会改变纤维素的分子结构、晶型结构和热稳定性。酶用量增加时,纤维素的聚合度逐渐减小,结晶度整体增大。内切纤维素酶对纤维素聚合度下降的贡献率较大。复合纤维素酶用量增加时,对应纤维素的结晶度呈M型变化;外切纤维素酶用量增加时,结晶度呈波浪线变化;内切纤维素酶用量大于0.5CMCU/g时,结晶度稳定在80%-82%。内切纤维素酶主要作用于无定形区。复合、外切纤维素酶用量较小时,主要作用于无定形区,结晶度增大;酶用量较大时,结晶区和无定形区同时被水解,无定形区水解程度大时,结晶度升高,反之,结晶度降低。复合、外切纤维素酶用量增加时,纤维的保水值、打浆度和表面电荷都先降低后逐渐增加。复合纤维素酶用量为20.0FPU/g时,保水值、打浆度和Zeta电位绝对值分别由153.23%、11°SR、64.9m V增加至196.57%、56°SR、68.5m V。外切纤维素酶用量为10.0FPU/g时,三者分别增加至200.13%、34°SR、66.4m V。而内切纤维素酶用量增加时,纤维的保水值和Zeta电位绝对值逐渐降低,打浆度略微降低后逐渐增加。内切纤维素酶用量为50.0CMCU/g时,保水值和Zeta电位分别下降至103.92%、23.6m V,打浆度增加至35°SR。实验对CMF的制备进行了初步研究,纤维经预处理后以1.5%的浓度,通过均质机循环30次,制备出的CMF直径分布在20nm-60nm。CMF悬浮液呈半透明的凝胶状,具有较好的透光性和稳定性,阳离子需求量是对照样纤维的10倍。经FTIR、XRD和TGA发现CMF与天然纤维素的分子结构、晶型结构和热稳定性基本相同。CMF的结晶度介于未经过任何处理的对照样纤维和经酶预处理后的纤维之间。