漆酶改善紙漿疏水性的研究.pdf

1、紙張對液體的吸收性是某些紙產品（如紙杯、紙袋、包裝箱或液體容器）的一個關鍵性能，也是影響施膠壓榨以及印刷性能的重要因素。目前采用較多的方法是用疏水性物質對紙漿進行內部施膠或表面施膠。另外，因纖維素本身是親水的，很容易因吸收水分而導致機械性能的喪失。這對于紙和紙板的應用（高的尺寸穩(wěn)定性和低吸濕膨脹特性）來說是一個致命的缺點。生物酶作為催化生物化學反應的蛋白質，具有優(yōu)于傳統(tǒng)化學法的特點，如：可生物降解性、溫和的反應條件、催化底物的專一性以及

2、便于操作等。因此，生物酶改性纖維以其環(huán)保、無污染等特點而呈現出大的市場潛力和發(fā)展前景。漆酶因其底物的廣譜性、反應物僅需氧氣以及副產品只有水而受到廣泛關注。本文以未漂KP漿和OCC紙漿為原料，以紙張的施膠度為主要指標，研究了漆酶結合化合物改善紙漿疏水性的工藝方法和影響因素；探討了該體系對紙張濕強度的影響；闡明了漆酶/化合物改善纖維特性的規(guī)律和特點；揭示了改善紙漿疏水性的作用機制；并探索了漆酶在改善紙漿纖維抑菌性方面的應用。
　　本研

3、究主要內容包括：⑴漆酶協(xié)同沒食子酸月桂酯能夠改善未漂KP漿的疏水性和濕強度。改善紙漿施膠度的最佳工藝條件為：漆酶用量30U/g，沒食子酸月桂酯用量2％，反應時間2h，反應溫度60℃，pH4.5，漿料濃度5%，手抄紙的干燥時間和干燥溫度分別為30min和105℃。紙頁的干燥方式對紙頁的施膠度影響較大。25℃、50%RH的恒溫恒濕條件干燥紙頁可獲得最大施膠度；最佳工藝條件下，與對照樣相比，經漆酶/化合物處理后，紙漿的施膠度可提高10.5倍；

4、紙張的內結合強度、濕抗張指數、濕/干抗張指數的比值、濕耐破指數分別增加了11.7%、31.1%、61.1%和178.8%；紙頁的定量越大，漆酶/LG改善紙漿疏水效果越明顯。⑵漆酶/LG處理KP改善了纖維特性：紙漿的保水值和羧基含量降低、Kappa值上升；紙漿纖維的初始動態(tài)接觸角從25°增加到了95°，且在0.4S內接觸角維持恒定；表征紙漿纖維吸水性的Klemm值和Cobb值明顯下降；纖維的表面電荷減少了23.6%，總電荷稍有增加；纖維粗

5、度提高了26.7%。紙漿的抑菌性能顯著改善。⑶在漆酶/LG處理體系中，LG的參與促進了漆酶對纖維的反應活性；漆酶催化氧化LG在291nm波長處有紫外特征吸收，反應時間延長，產物濃度增加；纖維表面表征木素苯丙烷結構的C1由20.10%上升至23.54%，表征碳水化合物含量的C2由68.59%下降至64.57%，表征羧基含量的C4下降，C1/C2由29.3%上升至36.46%；殘余木素的紅外分析顯示，LG連接在了木素上；紙漿經漆酶/LG處理

6、后，纖維表面覆蓋大量顆粒狀非纖維素物質。⑷漆酶/LG處理OCC漿，可使紙頁的施膠度從1.1S增加到32.8S，內結合強度、濕環(huán)壓指數、濕/干環(huán)壓指數之比、濕抗張指數和濕/干抗張指數之比分別增加了9.1%、27.3%、30.8%、26.5%和37.2%；紙漿的靜態(tài)接觸角顯著提高，纖維的Cobb值降低69.1%，紙漿纖維的保水值降低了17.53%，纖維粗度和卡伯值分別增加了33.9%和8%；OCC紙頁的ATR-FTIR分析結果顯示，漆酶可將

7、LG接枝在纖維表面；ESEM分析可看出，漆酶/LG處理后纖維之間結合更加緊密，大量的非纖維狀物質沉積在纖維之間，粘結力增強；AFM形貌圖觀察到，纖維表面覆蓋大量非纖維顆粒狀物質，它應該是LG接枝或自聚的結果。⑸分析結果表明，疏水性化合物LG在漆酶的催化氧化作用下，與纖維木素產生的酚氧自由基，通過自由基之間的交聯反應，接枝在纖維上，賦予纖維良好的疏水性能；LG的接枝或者LG自聚致使纖維之間共價鍵數量增加，增加了纖維之間粘合力，改善了紙張濕