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APMP和CTMP制浆具有得率高、污染少、能耗低等优点,特别适合于我国的现状,可加快实现我国制浆造纸工业的现代化和可持续发展。当前,存在的主要问题是,杨木APMP和CTMP制浆时,由于杨木纤维较短、自身的强度不高,造成所得纸张的强度也不高,即使增加化学品用量,强度还是很难提高。本论文以杨木APMP和CTMP为原料,研究了纤维素酶Nov476、木聚糖酶单独处理以及两者组合处理纸浆对纸张抗张指数、撕裂指数、耐破指数的影响;以抗张指数为主要指标,对两种纸浆的生物酶改性工艺进行优化;利用X射线光电子能谱(XPS)、环境扫描电镜(ESEM)、纤维质量分析仪(FQA)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射等多种现代先进仪器分析技术,探讨了纤维素酶以及木聚糖酶改善杨木APMP、CTMP纤维性能的机理。APMP的酶改性研究结果表明:纤维素酶、木聚糖酶处理均可不同程度地改善APMP的强度性能。相同酶用量情况下,单独使用纤维素酶或木聚糖酶对杨木APMP的改性效果好于两种酶组合使用;纤维素酶改善APMP强度性能的最佳酶用量为0.12 ECU/g,反应时间为90min,相对于对照样,纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数可分别增加8.30%、7.10%、22.32%;木聚糖酶最佳用量为0.6 AXU/g,反应时间为90min,相对于对照样,纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数分别增加了11.05%、12.90%、23.37%。CTMP的酶改性研究结果表明:纤维素酶和木聚糖酶处理也可以不同程度提高CTMP的强度性能。且相同酶用量情况下,单独使用生物酶的效果好于两种酶组合使用;最佳纤维素酶用量为0.2 ECU/g,反应时间为60 min,相对于对照样,纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数可分别增加12.9%、12.1%、11.7%;木聚糖酶最佳用量为1.0 AXU/g,反应时间为60 min,相对于对照样,纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数分别增加了13.5%、14.1%、13.8%。对APMP和CTMP经纤维素酶、木聚糖酶处理前后的纤维性能、纤维形态、表面形貌与化学结构以及结晶度均进行了分析。结果表明:相对于对照样,纸浆经纤维素酶、木聚糖酶处理后,纤维的羧基含量和保水值均有较明显的提高。纤维表面O/C提高,表面木素含量降低,与纤维素羟基有关的C2比例增加;纤维素酶、木聚糖酶处理后的纤维表面变得更加粗糙,细胞壁破裂,纤维表面孔隙率增加,颗粒状的木素出现部分脱落,且尺寸减小,暴露出更多的微细纤维;纸浆经纤维素酶、木聚糖酶处理后,纤维的卷曲指数略有增加,细小纤维含量和扭结指数明显下降,纤维长度和粗度均略有上升;纤维素酶、木聚糖酶处理后的纸浆的结晶度均稍有提高。因此,APMP和CTMP经纤维素酶、木聚糖酶处理后,细小纤维含量减少,长纤维组分相对增加;纤维表面木素的脱除,暴露出更多新鲜的羟基;纤维柔软性提高,纤维之间的交织力增强。这些因素均有利于纸张强度的增加。