制浆造纸工业是我国经济发展的重要产业,但也是环境污染和资源消耗大户。制浆漂白过程中产生的有毒、有害物质对人类的危害已引起人们的高度重视。 随着环境保护要求的日益严格,传统的含氯漂白纸浆工艺,因产生有毒的氯酚类化合物而带来严重的环境污染,已逐渐成为被淘汰的工艺。上世纪90年代以来,无元素氯漂白(ECF)发展迅速,全无氯漂白(TCF)也有较快的发展,ECF和TCF漂白已可以取代传统的含氯漂剂漂白。近年来出现的氧、臭氧和过氧化氢漂白工艺,虽然比起传统氯漂工艺减少了给环境带来的污染,但得到的纸浆白度、抗张强度等物理性能指标不太令人满意。 因此,近些年来,很多学者把目光投向纸浆的生物改性上,因为利用酶法对纸浆进行改性处理,不会产生有毒物质给环境带来污染,而且可有效提高纸浆质量。在纸浆生物改性研究中,漆酶的研究起步是最晚的,但进展最为显著,漆酶已成为在制浆造纸工业中最具潜在应用前景的木素降解酶。 化学热磨机械浆(CTMP)是上世纪60年代继磨石磨木浆之后发展起来的,具有纸浆得率高、生产成本低、环境污染轻、纤维平均长度较长等优点,近些年来正受到越来越多的重视,发展迅猛(正以每年6％～10％速率增长),但是它也存在细小组分含量较高、滤水性能较差、成纸强度和表面强度较低等缺点。本论文利用漆酶/介体体系(LMS)对马尾松CTMP浆进行改性并对其机理进行了初步研究。 利用漆酶/介体体系改性马尾松化学热磨机械浆的最佳工艺条件是：漆酶用量2.0U/g,介体用量0.5％(对绝干浆),pH值6～7,酶处理温度50℃,酶处理时间1h,通氧气。在此条件下进行改性,不仅可以提高纸浆的强度性能,而且还可以改善纸浆的可漂性,使经过氧化氢漂后的纸浆具有更高的白度及更好的强度性能。酶处理后的改性浆经过氧化氢漂白后,白度可达68.5％ISO,较对照浆提高了5.7％；抗张指数提高了29.2％,撕裂指数提高了16.8％。 利用IR、SEM、SEM-EDS、AFM、ESCA等现代分析技术对漆酶/介体体系改性纸浆进行表面性能分析。纸浆纤维长度、粗度分析结果表明,纸浆经LMS改性后,纤维长度、粗度变化不大,说明LMS改性纸浆的过程中,仅在纤维的表面引起了一定的剥蚀作用,不会造成纤维的大量降解。扫描电镜-能谱分析发现,纸浆经LMS改性后,纤维表面变得粗糙,出现孔洞和分丝现象,且纤维表面碳元素含量降低,氧元素含量升高,说明纸浆发生了氧化。红外光谱分析结果表明,LMS改性纸浆过程中,存在着木素的降解溶出,使纸浆表面木素含量降低。AFM形貌观察分析表明,LMS改性处理纸浆后,纤维表面部分木素氧化降解溶出,暴露出更多的纤维素和半纤维素,从而有利于后续漂剂的渗入。ESCA分析表明,LMS改性后,纤维表面的氧碳比升高,纸浆表面木素含量降低,碳水化合物含量升高,暴露出更多的亲水性基团,从而使纤维变得更柔软,有利于纸浆强度的提高。