近年来,黄麻纤维以其优异的力学性能、可生物降解且来源广、价格低等诸多优势备受复合材料界的重视。同时,针对其化学组成和性能均匀性差,与疏水性基体间界面结合力弱等问题的酶法改性成为研究热点。目前,较多研究侧重于酶促改性工艺条件和复合材料性能研究,针对漆酶酶促改性过程中自由基的形成、检测及其影响因素的研究以及自由基对酶促改性的影响研究甚少。本课题在对黄麻等富木素纤维的木质素含量、分布及结构等进行研究的基础上,成功捕捉和检测了漆酶催化黄麻木质素产生的活性氧（ROS）自由基,完善了ROS自由基的电子顺磁共振（EPR）波谱检测方法和条件,研究了工艺参数对黄麻木质素酶催化过程中ROS自由基的影响,并对漆酶催化黄麻木质素产生的ROS自由基进行了定量分析。随后,从漆酶催化木质素模型化合物愈创木酚的初始酶活、热稳定性以及催化黄麻木质素过程中产生的ROS自由基等方面系统深入的研究了无机离子、螯合剂和介体对漆酶催化能力的影响。最后研究了漆酶催化黄麻木质素产生的自由基对接枝效果的影响,并对改性黄麻进行表征和性能测定。主要研究内容和结论如下:1.黄麻等富木素纤维木质素含量与结构测定通过Klason法测定了黄麻等富木素纤维的木质素含量。其中,杉木木质素含量最高,约为31%。其次是竹材（约为24%）,黄麻和红麻的木质素含量分别为14%和12%左右,大麻和亚麻的木质素含量最低。通过凝胶渗透色谱（GPC）研究,确定了黄麻等富木素纤维的磨木木质素（MWL）的分子量及其分散系数。通过有机元素分析、核磁共振氢谱（¹H-NMR）分析以及酚羟基含量的测定,掌握了黄麻等富木素纤维MWL的C、H、O、N元素含量,甲氧基含量,C₉单元经验式以及酚羟基含量等信息。其中,各富木素纤维按其MWL甲氧基含量由高到低排列,依次为:竹材、杉木、大麻、黄麻、红麻、亚麻。另外,通过红外光谱分析,麻纤维和杉木主要由愈创木基和紫丁香基基本结构单元组成。其中黄麻和红麻纤维MWL属于GS4型木质素,大麻MWL属于GS3型木质素,亚麻MWL属于GS1型木质素,杉木MWL属于G型木质素。竹材还含有对羟苯基基本结构单元,竹材磨MWL属于HGSa型木质素。三种木质素基本结构单元在黄麻等富木素纤维MWL中所占比例（愈创木基:紫丁香基:对羟苯基）分别为:黄麻1.00:2.58:0、红麻1.00:3.91:0、大麻1.00:1.23:0、亚麻1.00:1.09:0、竹材1.00:1.29:0.61、杉木1.00:0.86:0。四种麻类纤维通过组织化学染色以及生物显微镜观察可知,木质素在各麻类纤维不同微区的分布不均一,黄麻和红麻的木质素大部分分布于细胞间的角隅复合胞间层。2.黄麻木质素漆酶催化过程中ROS自由基的捕捉与检测漆酶可催化氧化黄麻质素生成ROS自由基,进而引发后续的自由基接枝聚合反应。采用自旋捕集技术以及电子顺磁共振（EPR）波谱检测技术,以N叔丁基-α-苯基硝酮（PBN）为捕捉剂,对漆酶催化氧化黄麻木质素形成的ROS自由基中间产物成功进行捕捉检测和定性（g值=2.005）。完善了漆酶催化黄麻木质素产生的ROS自由基的EPR检测条件:样品管规格为内径2.5mm石英管,有效上样高度为3.5cm,捕捉剂PBN用量为10mM（终浓度）,样品的EPR检测时间应控制在0h⁷2h范围内。在此基础上,以EPR检测技术优化了漆酶催化氧化黄麻木质素产生ROS自由基反应体系工艺参数:pH值3.5、处理温度60℃、酶用量0.54U/mL、处理时间1h,铜离子浓度10mM时。与此同时,利用芬顿反应体系建立了ROS自由基与EPR信号强度的标准曲线:y=0.05458 x+10.02942（R²=0.98917）。进而对漆酶催化黄麻木质素产生的ROS自由基进行了定量分析,其ROS自由基数量为（1.1275±0.1338）×10¹⁸自旋数/g绝干黄麻。3.无机离子、螯合剂和介体对漆酶催化黄麻木质素及其模型化合物的催化能力及酶催化体系中自由基的影响。采用吸光光度法和EPR波谱技术研究了无机离子对漆酶催化黄麻木质素及其模型化合物愈创木酚的催化能力以及对催化体系中形成的ROS自由基的影响。结果显示:SO₄^2-和K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等对漆酶初始酶活和漆酶稳定性影响相似均较弱;Mn²⁺（高浓度时）、Ag⁺和NO₃^-对漆酶初始酶活有中等程度抑制作用;Cl^-和Fe²⁺、Fe³⁺对漆酶初始酶活具有较强抑制作用,而且Fe²⁺的抑制率（1mM时,抑制率约98%）大于Fe³⁺的抑制率（1mM时,抑制率约55%）。Cu²⁺对漆酶初始酶活影响较弱,但是适量Cu²⁺有益于漆酶耐热稳定性的提高（15mM时,酶活提高近24%）,对漆酶催化黄麻木质素ROS自由基的生成有促进作用。而Ag⁺则相反,与漆酶长时间作用会最终导致漆酶变性失活而影响漆酶催化效果。Fe²⁺和Fe³⁺对漆酶稳定性影响（相近）巨大。Fe²⁺在催化黄麻木质素体系中,通过不断还原自由基中间产物而抑制催化进程。在转化成Fe³⁺后,通过破坏漆酶活性结构最终导致漆酶变性失活。虽然,螯合剂EDTMPA在低浓度时（≦5 mM）时,对漆酶初始酶活表现出激活作用。但从EDTA-2Na对漆酶催化黄麻木质素产生的ROS自由基的影响来看,多数螯合剂对漆酶催化过程可能有较强抑制作用。另外,介体ABTS和DMP的加入有利于漆酶催化黄麻木质素产生ROS自由基。在漆酶催化氧化黄麻等富木素纤维过程中应该尽量避免接触到Fe²⁺、Fe³⁺、Ag⁺等无机阳离子以及Cl^-、NO₃^-等无机阴离子,螯合剂的使用也应谨慎。另外,可以加入适量的Cu²⁺或者介体提高漆酶催化效果。4.黄麻木质素漆酶催化过程中自由基对接枝改性的影响采用皂化-返滴定法,对比分析工艺参数对漆酶催化氧化黄麻木质素产生自由基的影响规律与对催化黄麻酶促织物接枝没食子酸酯系列单体的影响规律的关系。同时,优化了酶促接枝工艺参数。并分析了自由基的浓度对接枝率的影响。在此基础上,采用傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）对接枝前后的黄麻纤维表面进行测试和对比分析。最后,对改性黄麻纤维的疏水性能和耐热稳定性能进行了测定。结果表明:工艺参数对漆酶催化氧化黄麻木质素产生自由基的影响与酶促接枝的相近。活性氧自由基中间体对漆酶催化接枝改性影响巨大。漆酶可催化黄麻纤维的木质素以及没食子酸系列单体（酚类低分子化合物）形成自由基,进而引发黄麻的疏水化改性。在pH值为3.5,50°C,漆酶用量2.5 U/m L,没食子酸酯系列单体用量10 mM,外源性Cu²⁺离子用量10 mM,反应4 h条件下,黄麻可获得较理想的的接枝率（没食子酸辛酯接枝率约4.04%,没食子酸月桂酯接枝率约5.85%）。与未处理黄麻的水接触角68.32°、润湿时间4.7s相比,接枝后的黄麻疏水性能明显改善,而且其疏水性能随接枝单体疏水性烷基的增长而提高:接枝没食子酸月桂酯的黄麻纤维获得优异的疏水性能（水接触角127.8°,润湿时间超过30min）,接枝没食子酸辛酯的黄麻的疏水效果次之,接枝没食子酸丙酯的黄麻仅获得瞬时疏水效果。接枝后的黄麻纤维耐热稳定性略有下降。