[发明专利]一种松树纤维预处理制备纤维素微纤丝薄膜的方法在审

专利信息
申请号: 202111568000.8 申请日: 2021-12-21
公开(公告)号: CN114481661A 公开(公告)日: 2022-05-13
发明(设计)人: 张宇;童树华;孟育;杨宗建;徐欢;郑红余;詹卫民;朱晶晗;丁照;余志强 申请(专利权)人: 浙江金昌特种纸股份有限公司
主分类号: D21C5/00 分类号: D21C5/00;D21C9/10;D21B1/02;D21H11/18;D21J3/12
代理公司: 浙江千克知识产权代理有限公司 33246 代理人: 冷红梅
地址: 324400 浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 松树 纤维 预处理 制备 纤维素 纤丝 薄膜 方法
【说明书】:

发明涉及一种松树纤维预处理制备纤维素微纤丝薄膜的方法,该方法包括纤维素酶对松树的漂白处理、松树纤维形态调节、松树纤维比表面积和孔径调节、纤维素微纤丝薄膜的制备。采取本发明,通过酶预处理法调节松树纤维形貌、尺寸参数、比表面积以及细胞壁孔隙结构,从而增强纤维素聚合度,以清洁、环保方式促进促进纤维素微纤丝及其薄膜制备。

技术领域

本发明涉及一种松树纤维预处理制备纤维素微纤丝薄膜的方法,属于纤维素微纤丝技术领域,具体是涉及一种基于酶预处理法改变松树纤维细胞壁结构制备纤维素微纤丝薄膜的方法。

背景技术

植物纤维素广泛存在于各类天然植物原料中,是地球上种类最丰富、储量最多的可再生生物高分子聚合物之一,并在生物结构中起增强作用,植物纤维素每年的产量可以达7.5×1010吨。近年来,由于资源与环境危机,纤维素及其衍生物已经受到国内外学者的重视,并且成为研究热点。使用可再生植物纤维材料的改性产品来替代不可再生性资源产品已经成为当今纤维素学科中非常活跃的研究领域之一,并越来越显示出其重要性。

纤维素微纤丝(CMF)最早是在20世纪80年代由Herrick和Turbak等率先开发出的一种新型纤维素产品,是将植物纤维悬浮液反复通过高压均质机,纤维在高强度均质化作用下形成一种直径小于100nm,长度达到微米级别的微细纤维。CMF作为一种新型的纳米纤维素,具有强度高、刚度大、重量轻、可生物降解和可再生等特点,将其作为一种新型的纳米纤维素功能材料具有非常良好的应用前景和极为诱人的潜在价值,近几年来发展非常迅速,在食品行业、医药领域、物品包装、复合材料、电子产品等方面的应用十分广泛。目前关于CMF的研究已经取得了很大的进展,但在CMF产业化的进程中仍有许多问题需要解决。阻碍CMF商业化的主要原因就是从细胞壁中解离出纳米纤维过程中的高能耗,尽管化学预处理结合机械解离能够降低能耗,但化学预处理除了可能会对纤维素造成过度降解外,在大规模生产过程中还有可能会对环境造成污染。因此,开发一种能耗低、无污染、得率高的制备CMF的方法就显得尤为重要。

生物酶预处理对纤维的降解小,更符合当今社会绿色环保的观念,是一种发展前景极为广阔的预处理方法。目前国内外关于酶预处理制备CMF的研究主要集中在细胞壁结构对酶降解效率的影响、CMF的表征以及应用上,而对于酶预处理对细胞壁的作用方式、效果等方面的研究还比较少。酶预处理的主要作用就是改变纤维细胞壁的结构与形态,而纤维细胞壁的结构与形态是决定CMF制备难易程度的关键因素。因此,研究酶预处理与细胞壁结构之间的关系对于制备CMF具有深远的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种松树纤维预处理制备纤维素微纤丝薄膜的方法,通过采用不同的纤维素酶、不同的酶用量对松树纤维进行预处理,在不同水解程度下,调节松树纤维形貌、尺寸参数、比表面积以及细胞壁孔隙结构,从而增强纤维素聚合度,促进纤维素微纤丝及其薄膜的制备。

本发明采取的技术方案是:一种松树纤维预处理制备纤维素微纤丝薄膜的方法,其特征在于它包括如下步骤:

(1)纤维素酶对松树的漂白处理:称取50mg松树纤维浆料置于容器瓶中,加入5~10FPU/g的复合纤维素酶液,用pH=4.8的柠檬酸缓冲液调节浆浓至2.8~3.2%,将容器瓶置于45~55℃恒温水浴中振荡反应1.8~2.3h,反应结束后将容器瓶浸入沸水浴中灭活9~12min,然后用蒸馏水反复洗涤纤维,抽滤后将纤维置于密封袋中平衡水分,滤液用于测定酶促纤维的得率;

(2)松树纤维形态调节:取25~30mg绝干松树纤维样品加入到800~1000mL蒸馏水中,分散成均匀的悬浮液后,利用纤维形态分析仪检测样品形态参数,包括纤维的平均长度、宽度、细小纤维含量,再取适量步骤(1)获得的纤维,采用冷冻干燥的方式脱除水分,经喷金后观察纤维表面细胞壁的形貌,根据测定数据提高纤维素酶浓度调节松树纤维形态使得微纤化区域增加;

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