漆酶/介体体系处理对速生杨APMP浆木素结构的影响及木素缩合结构的变化规律

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuechao002
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资源与环境问题迫使我国的高得率浆的生产规模迅速扩大。与化学浆相比,高得率浆具有得率高、环境污染小、光学性质和印刷适应性好等优点。但是高得率浆的物理强度低、白度低及容易返黄等缺点限制了它的应用范围。因此,需要对其改性,扩大它的应用范围。本论文利用漆酶/介体体系对速生杨碱性过氧化氢浆(APMP)改性,探讨了漆酶/介体体系改性的工艺条件,并对漆酶/介体处理对木素的结构影响进行了研究。利用漆酶/介体体系(LMS)处理速生杨APMP浆,测定处理后纸浆的白度和物理性能,并探讨LMS处理对后续过氧化氢漂白的影响。选定了漆酶/介体体系处理速生杨APMP浆的最优工艺条件:漆酶用量为4IU/g,介体用量为0.5%,浆浓为4%,时间为60min,温度为50℃,初始pH为5.0。实验表明,漆酶/介体体系处理后纸浆的白度下降,但是经LMS处理后再经过过氧化氢漂白纸浆的白度能提高3%ISO。说明LMS处理可改善未漂纸浆的可漂性。LMS处理后纸张的物理强度也有所增加。LMS处理APMP浆后利用FQA和ESEM对纤维的形态做了初步的分析,结果表明LMS处理对纸浆纤维有明显的作用。同时LMS处理后对纸浆的化学成分分析,发现LMS对纸浆的纤维素和半纤维素几乎没有作用,主要是对木素起作用。为了弄清LMS处理对木素的作用机理,从分别从APMP纸浆和速生杨原料中提取木素,分析LMS处理前后木素的结构变化。在木素的分离提取过程中,要尽可能的使木素的得率高、纯度高和结构改变少,本实验采用的是酶解‐弱酸解法。用红外(FTIR)和磷谱核磁共振(31P‐NMR)分析发现,LMS处理过程中木素的酚羟基、脂肪族羟基和羧基的含量都降低,缩合型酚羟基、紫丁香基羟基、愈创木基羟基、对酚羟基的含量都下降。LMS处理的过程中可能导致木素大分子侧链的断裂,α‐位羟基发生氧化作用生成α‐羰基,木素甲氧基的脱除。经过LMS处理后,紫丁香基含量明显减少,愈创木基单元与紫丁香基单元的比值增加,即经过LMS处理后,非缩合型木素比例减少,缩合型木素比例增加。用凝胶渗透色谱对速生杨原料木素和APMP纸浆中分离出的木素样品的分子量表征,发现LMS处理后木素的分子量都降低,木素都发生了降解。把速生杨原料中提取的木素与APMP纸浆中分离的木素作比较,研究对比木素在制浆前后分子量分布和分子结构的变化发现,在APMP碱性过氧化氢预处理过程中,愈创木基型结构木素比紫丁香型木素溶出的多;APMP制浆过程中,木素的脂肪族羟基、酚羟基的含量都显著下降,羧基含量少量的增加。各酚羟基的含量都会降低,主要是非缩合型酚羟基的降低。APMP制浆后,木素的数均分子质量增加,主要是溶出小分子量的木素。
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