论文部分内容阅读
纤维素酶预处理制备微纤化纤维素(MFC)具有反应条件温和、能耗低、设备要求相对简单、经济环保等优势。然而,纤维素酶组分特性不同,其吸附特性会有差异,从而影响酶预处理效率和MFC及其薄膜性能。因此,通过研究纤维素酶组分差异对其预处理制备MFC及其薄膜的影响机制,能够有效推动纤维素酶预处理制备MFC的高效工业化应用。本论文以桉木漂白硫酸盐浆为原料,分别采用混合纤维素酶(D酶)和内切纤维素酶(R酶)对其预处理,经高压均质制备MFC,并通过流延方式制备MFC薄膜。研究内容包括:纤维素酶酶学性质分析;纤维素酶吸附特性分析;聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)协同作用分析;MFC的制备及其性能表征;MFC薄膜性能分析。酶学性质研究得出最适酶活体系温度为60℃,pH值为4.8。吸附特性分析得出温度升高吸附率降低,吸附速率K2减小;D酶的△G°>0,△H°<0即为自发热物理吸附,R酶的△G°<0,△H°<0即为非自发放热物理吸附,R酶有利于纤维的水解;添加PDADMAC之后吸附率升高,D酶吸附速率常数K2升高了17.2616,R酶吸附速率常数K2升高了0.6379,添加PDADMAC之后更有利于D酶对纤维底物的吸附,D酶平衡常数K值大于R酶平衡常数K值,R酶比D酶容易达到吸附平衡。MFC及其薄膜性能分析得出,当纸浆浓度10%、酶用量为10u/g、处理时间16h时,R酶制备MFC的纤维得率比D酶大1%,结晶度比D酶大0.17%,比表面积比D酶小1.294m2/g,与D酶所制MFC薄膜相比,R酶所制MFC薄膜的断裂伸长率要大1.382%,拉伸强度要大25.156MPa,透氧系数小1.606 cm3·cm/(cm2·s·Pa);当纸浆浓度10%、酶用量为30u/g、处理时间16h时,与D酶所制MFC相比,R酶制备MFC的纤维得率大2.78%,结晶度大2.59%,比表面积小2.189m2/g,与D酶所制MFC薄膜相比,R酶所制MFC薄膜的断裂伸长率大0.773%,拉伸强度小4.735MPa,透氧系数大1.822 cm3·cm/(cm2·s·Pa);当 D 酶用量为 30u/g,PDADMAC 添加量为40%时,制备MFC的纤维得率提高0.89%,结晶度提高7.3%,比表面积提高3.314m2/g,所制MFC薄膜的断裂伸长率提高0.363%,拉伸强度提高1.541MPa,透氧系数减小15.706cm3·cm/(cm2·s·Pa);当R酶用量为10u/g,PDADMAC添加量为80%时,制备MFC纤维得率降低了0.42%,结晶度提高了3.73%,比表面积提高了4.548m2/g,所制MFC薄膜的断裂伸长率1.358%,拉伸强度减小18.371MPa,透氧系数小6.562cm3·cm/(cm2·s·Pa)。