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机械法制浆具有高得率、低能耗和少污染等优点,已经成为我国造纸工业未来发展的一个重点方向,但机械法制浆最大的缺点是其生产的纸浆强度不如化学浆,因而在一定程度上限制了其应用范围。本课题利用漆酶介体体系对云杉CTMP浆纤维进行改性,目的是去除覆盖在纤维表面的部分木素和抽提物成分,从而达到改善纤维强度性能的目的,并对其改性机理进行了研究。研究结果表明:
(1)本文对漆酶介体体系改性未漂云杉CTMP浆的最佳工艺条件进行了探讨,其工艺条件为:通氧气,浆浓4%,酶用量15LAMU/g,pH值4.5,反应时间45min,温度65℃,介体用量1%(对绝干浆)。在该条件下,经漆改性后的纸浆白度有所下降,但纸浆强度明显增加。
(2)最佳的H2O2漂白工艺为:H2O2用量5%,浆浓12%,温度85℃,NaOH用量3%,MgSO4用量1%,Na2SiO3用量2%(以上均对绝干浆),时间120min。在该条件下,经改性后的纸浆白度可提高到75.1%,相对对照浆提高了5.4%ISO。这说明,漆酶/介体改善云杉CTMP浆性能的同时,纸浆的可漂性增加。
(3)经扫描电镜发现,经漆酶/VIO处理纸浆的纤维表面变得粗糙,有起毛现象,纤维之间紧密的交织在一起。
(4)通过红外光谱分析表明,漆酶处理使云杉CTMP浆的木素吸收强度明显减弱,说明漆酶处理使木素降解溶出。
(5) X-射线衍射分析表明,漆酶处理使纤维素的相对结晶度增大,说明经漆酶处理使覆盖在纸浆表面上的木素降解,暴露出更多的纤维素。
(6) XPS分析结果表明,漆酶介体体系改性后CTMP纤维表面的氧碳(O/C)比上升,CI峰有所下降,说明漆酶改性后CTMP纤维表面木素和抽提物减少,碳水化合物的含量提高,有利于促进抄纸时纤维间氢键结合的形成。