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漆酶活化纤维素乙醇木质素制备无醛胶黏剂的研究

徐文彪  
【摘要】:木质素作为自然界第二大生物质资源,是植物骨架主要成分之一,在植物体内起着胶黏剂的作用。近年来,木质素作为生物质能源产业废弃物中主要成分,一直未得到有效利用,长久以来被直接焚烧,对环境造成了严重的污染。本文采用漆酶活化技术,处理生物燃料乙醇行业所产生的废弃物制备无醛胶黏剂,不但有效地利用了木质素这一重要资源,减少了对环境的污染,还从根本上杜绝使用甲醛等有毒化工原料在木材制品中的使用,实现了生物乙醇行业与人造板行业的协调发展。(1)本文首先对生物乙醇炼制残渣进行了分离提纯,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、核磁共振(NMR)研究了纤维素乙醇木质素中的化学组成及结构。研究发现,纤维素乙醇木质素与造纸黑液中制备的工业木质素相比,保留了较多的酚羟基和醇羟基等活性官能团,分子结构保留更为完整,有着较高的反应能力,是一种有着广阔前景的重要生物质资源。.(2)漆酶活化纤维素乙醇木质素制备木材胶黏剂的最佳工艺为:漆酶加入量为木质素用量的25%,反应体系醋酸/醋酸钠缓冲溶液pH值为4.0,反应温度为50℃,反应时间为4h。漆酶加入量以及反应体系中醋酸醋酸钠的pH值对胶合强度的影响显著,且Tween-80和PMDI的加入,可以一定程度上提高湿强度,所制备的纤维素乙醇木质素三层杨木板达到GB/T9846-2004的标准要求。(3)将漆酶以及漆酶介体体系(LMS)分别处理纤维素乙醇木质素,研究了漆酶和LMS与纤维素乙醇木质素的反应机理,研究发现,漆酶活化木质素制备的胶黏剂有可能以化学键方式实现了胶合,且介体体系能够促进漆酶与纤维素乙醇木质素的反应,实现更好的胶合。


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