【摘 要】
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随着人们生活质量的提高和生活习惯的改变,生活用纸的生产量和消费量都在逐年增长,人们对生活用纸的要求也进一步提高,生活用纸的柔软度是衡量生活用纸质量的重要指标。本论文利用臭氧对竹浆纤维预处理再进行纤维素酶处理以提高竹浆纤维柔软度,进而提高竹浆纤维成纸的柔软度,探究了臭氧辅助纤维素酶处理提高竹浆纤维柔软度的机理。纤维素酶处理竹浆纤维可以提高纤维的柔软度。随着纤维素酶用量的增加,纤维结构被破坏,产生分丝
【基金项目】
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国家重点研发计划； 国家自然科学基金；
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随着人们生活质量的提高和生活习惯的改变,生活用纸的生产量和消费量都在逐年增长,人们对生活用纸的要求也进一步提高,生活用纸的柔软度是衡量生活用纸质量的重要指标。本论文利用臭氧对竹浆纤维预处理再进行纤维素酶处理以提高竹浆纤维柔软度,进而提高竹浆纤维成纸的柔软度,探究了臭氧辅助纤维素酶处理提高竹浆纤维柔软度的机理。纤维素酶处理竹浆纤维可以提高纤维的柔软度。随着纤维素酶用量的增加,纤维结构被破坏,产生分丝帚化现象,纤维的柔软度和保水值呈上升的趋势。当纤维素酶用量为1.5 EGU/g时,硫酸盐竹浆的单根纤维柔软度从5.45×1014/（N·m~2）提高到26.67×1014/（N·m~2）。当纤维素酶用量为2.0 EGU/g时,高得率竹浆的单根纤维柔软度从2.74×1014/（N·m~2）提高到35.18×1014/（N·m~2）。经纤维素酶处理后,高得率竹浆的单根纤维柔软度值接近市售木浆卫生纸的单根纤维柔软度值,硫酸盐竹浆单根纤维柔软度也得到了很大提高。使用臭氧处理竹浆纤维,臭氧可以去除木素,打开纤维结构,使微纤维暴露出来,纤维结构更加松散,表面出现更多的沟壑,能够提高竹浆纤维的柔软度与保水值。臭氧提高纤维柔软度的最佳条件为浆浓5%、p H值2.5、臭氧用量1.2%,此时硫酸盐竹浆单根纤维柔软度达到21.58×1014/（N·m~2）,高得率竹浆单根纤维柔软度达到29.08×1014/（N·m~2）。臭氧辅助纤维素酶处理纤维,臭氧对纤维的作用使得纤维素酶在纤维上获得更多的吸附位点,使纤维素酶能够深入到纤维结构内部与之反应,提高了纤维素酶的水解效率,最后得到结构更加松散、溶胀的纤维,因此两者结合处理效果优于单独处理的效果,并且可以显著降低纤维素酶用量,使纤维获得更高的柔软度和保水值。在最佳臭氧处理条件下,纤维素酶用量为1.5 EGU/g时,硫酸盐竹浆单根纤维柔软度达到34.68×1014/（N·m~2）,纤维素酶用量仅为0.2 EGU/g时,高得率竹浆单根纤维柔软度即可达到40.18×1014/（N·m~2）。经1.2%臭氧处理后,加入用量1.5 EGU/g纤维素酶处理,硫酸盐浆纤维成纸性能可以达到较好柔软度33.5 TS7;高得率竹浆纤维处理后所得纤维抄造的手抄片柔软度达到25.7 TS7。经用量1.2%臭氧处理,硫酸盐竹浆纤维成纸松厚度较原始纤维升高0.28 cm~3/g,抗张指数较原始纤维提高了24.9%,高得率竹浆纤维成纸松厚度升高0.42cm~3/g,抗张指数提高30.3%;臭氧处理后加入1.5 EGU/g纤维素酶处理,硫酸盐竹浆和高得率竹浆纤维成纸松厚度均下降0.11 cm~3/g。相比于原始纤维,0.3%臭氧处理,硫酸盐竹浆和高得率竹浆抗张指数分别提高7.5%、10.2%;臭氧用量1.2%时,硫酸盐竹浆和高得率竹浆抗张指数分别提高24.9%、30.3%。对于硫酸盐竹浆,用量1.2%臭氧处理后手抄片耐破指数比0.3%臭氧处理后手抄片耐破指数提高了16.7%,高得率竹浆耐破指数提高了11.4%;与单纯进行臭氧处理的竹浆纤维比,臭氧-纤维素酶处理后硫酸盐竹浆纤维的耐破指数下降了12.2%,高得率竹浆纤维的耐破指数下降了6.1%。最后,对臭氧处理传质过程及臭氧-纤维素酶处理过程模型图进行了分析,解析了臭氧处理对木素和纤维素的作用及纤维素酶对纤维素的作用。
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