纤维素是一种可再生资源,在人类生产生活中扮演着重要的角色。溶解浆是一种高纯度化学浆,具有纤维素纯度高、杂质含量少等特点,可用于生产粘胶纤维、醋酸纤维、硝化纤维等纤维素衍生物和功能材料。随着纺织行业的快速发展,人们对于溶解浆的需求量增加。溶解浆的反应性能是表征溶解浆质量的重要指标之一,直接影响粘胶纤维的生产质量和生产连续性。本文以溶解浆反应性能的改善为中心,重点开展了以纤维素酶活化为主的多种强化技术,包括PFI磨打浆、超声辅助、木聚糖酶协同等,同时,还探讨了离子液体对溶解浆反应性能的改善规律。研究结果分述如下:PFI磨打浆强化纤维素酶活化溶解浆。PFI磨打浆通过机械力的作用,可以实现纤维的分丝帚化和细纤维化。研究结果表明:随着打浆度的增加,溶解浆的Fock反应性能增加,打浆度由原浆的19°SR增加到50°SR时,对应的Fock反应性能由54.8%增加到78%,表明打浆处理可以实现反应活性的增加,这主要是因为游离羟基的增加。结合纤维素酶处理发现,酶在纤维上的吸附率由原浆的35.8%增加到61.3%,粘度下降到524 m L/g。对不同打浆度下的溶解浆进行纤维素酶处理,发现酶处理后的溶解浆的Fock反应性能随着酶处理时间的增加而增加,且打浆度越高增加越多,粘度则呈现下降趋势,经纤维素酶处理后打浆度为50°SR,纤维素酶用量为0.5 mg/g,处理时间为4 h,效果最佳,溶解浆的Fock反应性能为89.2%,粘度为448 m L/g。打浆度增加纤维的比表面积增大,保水值增加,说明纤维变得柔软,纤维的润胀性能增加有利于纤维素酶处理。打浆对纤维具有切断作用,经打浆之后纤维的长度降低,同时细小纤维的含量增加。PFI磨处理溶解浆,使溶解浆纤维的细胞壁遭到破坏并且脱落,纤维的S₁和S₂层遭到破坏,纤维的分丝帚化增加,有利于后续药液与纤维进行充分反应,提高纤维的反应性能。超声处理强化纤维素酶处理效果。超声处理通过空穴作用将电能转化为机械能,破坏了纤维的致密结构,增加了纤维素酶的结合位点。研究结果表明:通过超声之后,溶解浆的反应性能有所增加,选取超声条件为超声功率1000 W,超声时间2 min。在此条件下溶解浆的Fock反应性能由原浆的54.8%增加到59.7%,粘度下降到637 m L/g。对超声之后的溶解浆进行纤维素酶处理,与对照样相比,超声处理显著提高了酶解效率,表现为Fock反应性能提高,粘度下降,并在纤维素酶用量为1 mg/g,酶处理时间4 h时到达最佳,此时溶解浆的Fock反应性能为95.8%,粘度为548 m L/g。纤维素酶处理后溶解浆的纤维的α-纤维素和碱溶解度变化不大,超声之后纤维的比表面积增加,纤维的结晶度下降。木聚糖酶协同纤维素酶活化溶解浆。虽然溶解浆的纤维素纯度较高,然而残留的半纤维素仍作为粘合剂存在于纤维素之间,限制了纤维素的酶解。通过复合半纤维素酶和纤维素酶处理,以期实现半纤维素的深度脱除,同时强化纤维素酶的酶解效率。研究结果表明:经生物酶处理之后溶解浆与原浆相比Fock反应性能增加,粘度下降。经过纤维素酶、木聚糖酶以及木聚糖酶纤维素酶组合处理溶解浆后,溶解浆的Fock反应性能逐渐增加,经木聚糖酶纤维素酶组合处理后溶解浆的Fock反应性能最高为88.0%,相应的溶解浆的粘度逐渐下降,木聚糖酶协同纤维素酶处理效果最佳粘度为509 m L/g。经木聚糖酶纤维素酶组合处理之后溶解浆的α-纤维素的含量变为94.6%,且木聚糖酶可以去除溶解浆中的半纤维素,纤维素酶可以切断大分子的纤维素,再经纤维素酶处理使得溶解浆的性能得到改善。生物酶处理之后的溶解浆的纤维由大分子纤维变为小分子纤维,且溶解浆纤维的结晶度与原浆相比均呈现降低趋势,纤维表面变得粗糙,褶皱增加,提高了纤维的可及性。离子液体处理对溶解浆反应性能的改善。离子液体作为一种新型的绿色溶剂具有良好的润胀能力,研究了离子液体在溶解浆升级中的应用效果。研究结果表明:经离子液体处理后溶解浆的反应性能得到提高,且离子液体处理溶解浆的最佳条件为离子液体用量为5 wt%,处理温度60oC时,处理时间为3 h,此时Fock反应性能为87.3%,粘度为492 m L/g,与原浆相比Fock反应性能提高了32.5%,粘度下降184 m L/g。回收后的离子液体经过过滤、旋蒸以及超真空去除水分后重复处理溶解浆,其处理结果与新制得的离子液体处理溶解浆的效果相近。