不同酶处理条件的木材表面特性研究

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1、℃，热压成3衄的纤维板，可以得到静曲强度、静曲模量、尺寸稳定性极好的纤维板；Widsten【12，131但002)在其博士论文中指出，采用漆酶活化处理木材纤维生产中密度纤维板@皿F)，在相同温度下，漆酶处理阔叶材产生的自由基浓度较针叶材多，而随着温度的升高，自由基浓度也不断增加。此外，采用漆酶处理木素及其衍生物进行木材胶合研究也取得了一定的进展。H跚s等人【141(1984)采用漆酶处理木素磺酸盐作为胶粘剂胶接实木木块，并于1989年进一步开发用于刨花板和木材层压材的胶粘剂体系，制得的刨花板可得到O．64Ⅷa的内结合强度；JiIlL等(1991年)用褐腐木素与漆酶、过氧化物酶和过氧化氢一

2、起制备褐腐木素的胶粘剂，考察不同树种、不同漆酶及褐腐木素的配比对胶接效果的影响，结果显示，酶处理有助于干剪切强度的提高；‰naguctli等(1994)认为，用过氧化物和漆酶可以改善纸板间的胶合强度，酶在处理的纸板中使木素产生解聚或者使木素立体结构松散，从而改善了木素的可到达性和活性。我国对漆酶应用于木材工业的研究刚刚起步，目前有中国林业科学研究院的朱家琪等人Il5】进行了初步研究，取得了一定的结果。研究表明，用漆酶处理思茅松纤维后，采用湿法制造纤维板，可以实现无胶胶合，所得板的内结合强度(IB)可达到1．563Mpa，显著高于对照处理纤维板的强度。1．3课题研究内容、意义和创新点1．3

3、．1研究内容本研究选取黄松、樟子松、沙比利、美国樱桃和枫木五种树种木材为研究对象，利用酶的改性机理，从生物改性方面入手，研究不同酶处理条件对木材表面的影响效果和作用机理。利用相关仪器分析酶处理前后木材表面化学基团，表面自由能等表面性状因子变化的相关性，从而为更好的研究酶处理对木材表面性能的调控机理提供科学理论依据。本课题主要研究内容如下：(1)研究不同酶处理不同木材的工艺，对主要参数进行单因素分析，并结合酶自身活性条件确定较佳的工艺参数组合；对主要工艺参数与木材表面特性的关系进行研究，了解酶的各因素对木材表面性质的影响规律。(2)在单一酶处理木材工艺研究的基础上，对木材进行混合酶处理，目

4、的是比较并验证单一酶和混合酶对木材的作用效果，改善木材的胶合性能。(3)研究酶处理木材前后的表面润湿性。比较不同工艺条件下不同木材经同一种酶处理前后的润湿性能；并对针叶木材和阔叶木材之间以及同一类别的木材之间进行润湿性能的比较。(4)利用扫描电镜(SEM)以及傅立叶红外光谱(FTIR)等现代仪器，分析不同酶处理条件下木材表面物理结构、化学组分变化、主要成分的结构变化等表面性能的变化，为酶处理对木材表面性能的调控机理提供科学理论依据。41．3．2研究意义表面科学是当代蓬勃发展的一门边缘学科，而固体材料界面研究则是其重要分支。20世纪70年代以来，为了满足新技术领域的需要，固体材料界面研究得

5、到了迅速的发展。新材料、新技术的发展，常常离不开异质或异相材料的复合，其形式包括涂层、复合材料和复合结构。但无论是哪一种复合形式，材料的界面状态都是关键性的问题。在木材领域中，表面科学也是一门新兴学科。在加工和利用中，人们只重视木材的总体性质，诸如压缩强度、冲击韧性和粘弹性等。而对于木材的局部性质——表面特性的了解和研究还不够多，往往被人们所忽视。实际上，在加工时，只要将木材的表面性质加以改变就可以满足某些特定用途的要求，就能够提高其使用价值和扩大应用范围。但木材的表面性质十分复杂。它是一种天然的高聚物，既有生物学特征，又具有化学和物理特征，同时又是一种不均匀的各向异性的材料。数种不同，

6、其材性变异很大；即使是同一树种的木材，由于切面不同，所裸露的解剖分子的形态、比率，以及其纤维素、半纤维素、木质素和抽提物的含量均有变化。这些变化对木材的表面物理和表面化学性质均有影响。此外，木材还有早材与晚材、边材与心材、成熟与未成熟材之分，这些解剖构造的变异也对木材表面性质产生影响【l6。。酶是一类特殊的蛋白质，具有专一性，并且具有很强的催化作用，使其它物质发生特异的活化【l刀。近几年来，酶技术逐渐被应用到木材行业，而且也取得一定的发展。但是有些酶应用于木材加工方面还仅仅是停留在实验室研究阶段，而对酶处理木材人造板的中试及其产业化，酶处理木材的反应动力学、酶处理木材产生的自由基的种类、

7、酶处理木材对其表面性能的影响等尚在初级阶段，这就需要我们继续研究，使酶能更好的应用到木材行业。本课题利用酶的改性机理，从化学和物理两方面进行木材表面性能研究。通过不同的酶处理不同木材表面特性的研究和分析，从微观角度对木材表面有更进一步的了解，进而充分挖掘木材的表面性质，为酶处理对木材表面性能的调控机理提供理论依据，扩大木材表面研究方法的范围。1．3．3创新点本课题创新点在于利用脂肪酶和木聚糖酶处理不同树种木材，运用X射线衍射仪、傅立