漆酶對再生紙性能改善的分析與研ppt課件

1、漆酶對再生紙性能改善的分析與研究指導(dǎo)教師：常江指導(dǎo)教師：常江學(xué)生：楊超學(xué)生：楊超目錄目的意義1國外研究現(xiàn)狀2本文研究內(nèi)容3實驗原理4國內(nèi)研究現(xiàn)狀56實驗內(nèi)容01目的意義Part Onef f我們生活中處處都用到瓦楞紙，但是造紙即浪費資源又污染環(huán)境。所我們生活中處處都用到瓦楞紙，但是造紙即浪費資源又污染環(huán)境。所以我們逐漸開始使用再生紙。再生紙的原材料主要是廢舊紙張，可以以我們逐漸開始使用再生紙。再生紙的原材料主要是廢舊紙張，可以使紙得到再次利用。用廢舊紙張生產(chǎn)新的紙張每生產(chǎn)一噸紙張可以節(jié)使紙得到再次利用。用廢舊紙張生產(chǎn)新的紙張每生產(chǎn)一噸紙張可以節(jié)省省3 3立方米的木材，相當(dāng)于立方米的木材，相當(dāng)于

2、1717棵大樹。目前全球資源嚴(yán)重緊缺，所以棵大樹。目前全球資源嚴(yán)重緊缺，所以再生紙的發(fā)展有重大意義。再生紙的發(fā)展有重大意義。f再生紙主要的原料是廢紙，再生紙中的纖維已經(jīng)經(jīng)過一次或者多次使再生紙主要的原料是廢紙，再生紙中的纖維已經(jīng)經(jīng)過一次或者多次使用，纖維之間的連接不緊密，紙張強度降低，不能滿足使用要求。對用，纖維之間的連接不緊密，紙張強度降低，不能滿足使用要求。對此，我們用漆酶進行紙張的強度性能進行改善。此，我們用漆酶進行紙張的強度性能進行改善。02國內(nèi)研究現(xiàn)狀Part two在國內(nèi)，漆酶在增強紙張強度，廢紙脫墨，廢水處理，紙漿漂白,染料脫色等方面都有大量的研究。目前的研究者大多利用漆酶/介體

3、體系(LMS)進行紙漿生物酶改善纖維增強紙張強度的研究，目前國內(nèi)對漆酶的研究就已經(jīng)從以前的用漆酶單獨作用，正在逐漸變成漆酶/介體體系LMS的方向。劉娜等，通過用漆酶對未漂硫酸鹽漿進行處理，研究漆酶對該紙漿的紙張抗張強度，纖維表面是否有影響。結(jié)果表明，漆酶可以有效的改善紙漿的濕強度。通過漆酶對紙漿的處理發(fā)現(xiàn)纖維表面發(fā)生了改變，其表面變得更加粗糙。纖維與纖維之間產(chǎn)生了連接，紙張的濕強度得以提高。張思洋等，以O(shè)CC紙漿為原料，并用漆酶對其進行了處理，研究何種條件下OCC紙漿形成的紙的強度得到最大的增強，最后用環(huán)境掃描電鏡觀察，由于使用漆酶使得纖維表面木素脫落，使得纖維表面變得粗糙，分絲程度較高，成紙

4、強度有所提高。03國外研究現(xiàn)狀Part threef國外的一些研究人員也對這一方面有廣泛的研究。fMohandass, Chellandi,Knutson, Kristina Ragauskas, Arthur J.用漆酶處理藍色回收紙，研究其各種物理和化學(xué)參數(shù)包括酶的濃度，溫度，氧氣和反應(yīng)時間下的紙漿的撕裂強度，抗張強度，除紙張顏色的能力和脫色劑的用量的影響。研究表明，延長時間從2個小時到4個小時，酸性基團的含量增長了12%，抗張強度也有所增長，但是撕裂指數(shù)下降8%，當(dāng)反應(yīng)溫度較高65攝氏度于45攝氏度進行對比，當(dāng)溫度較高時酸性基團增加了31%，抗張強度增加了26%，但是撕裂強度下降了5%，

5、而且溫度較高時漆酶去除紙張顏色的能力顯著下降，當(dāng)在漆酶處理過程中加入氧氣，研究結(jié)果表明，這種方式處理使酶處理紙張的顏色的能力降低，還使纖維中羧基含量和抗張強度有所增加。04Part four本文研究內(nèi)容f 本文以漆酶為主要試劑對再生瓦楞紙纖維進行增強處理，通過正交試驗考察不同工藝參數(shù)對瓦楞紙力學(xué)增強效果的影響，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：f（1根據(jù)漆酶和瓦楞紙板的特點，設(shè)計適合的試驗流程，完成再生纖維增強處理。f（2以力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)為指標(biāo)，評價再生紙纖維強度的增強效果。f（3分析研究漆酶的用量，溫度，反應(yīng)時間等參數(shù)對再生紙力學(xué)性能的影響。05試驗原理Part fivef再生紙紙張強度比較低

6、，一是由于再生紙中的纖維已經(jīng)經(jīng)過一次或者多次使用，另一個原因是纖維表面被木素覆蓋，使得纖維表面很光滑，纖維表面的紋孔結(jié)構(gòu)無法看到。各個纖維都比較堅挺相互獨立，無法形成相互的交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得紙張的強度較低。漆酶具有脫木素的作用，可以使得纖維表面的木素脫除，纖維暴露出來，可以清晰的看到纖維表面的紋孔結(jié)構(gòu)，并且纖維表面出現(xiàn)分絲現(xiàn)象，這些木素就是漆酶與纖維的連接點，漆酶通過這些木素將化合物接枝到纖維的表面上。漆酶靠著提高纖維的交織能力形成纖維連接膜提高紙張的強度性能。f漆酶降解木素，主要包括木素的側(cè)鏈脫落和芳香環(huán)的開環(huán)反應(yīng)如圖5.1所示。圖5.1 漆酶處理木素的開環(huán)反應(yīng)漆酶只作用于酚型木素生成酚氧

7、自由基，然后經(jīng)過重組使木素發(fā)生氧化降解，同時自由基之間發(fā)生縮和。06Part six實驗內(nèi)容f漆酶的用量：1%，5%，10%，15%，20%f反應(yīng)時間：0min,20min,40min,60min,80minf反應(yīng)溫度：20，35，50，65，80f做三因素五水平正交試驗，并得到最佳的實驗條件。分別研究漆酶的用量，反應(yīng)時間，反應(yīng)溫度對抗張強度的影響。用在最佳條件的得到的紙張的抗張強度和拉伸強度進行測量與空白樣進行對比 f紙漿漿濃3%，f6.1 實驗流程圖6.1 試驗流程碎漿用漆酶處理后抄紙成紙測試條f用相同目數(shù)的檢驗篩，為用漆酶處理的紙張，纖維流失。常濕條件下正交試驗分析常濕下抗張強度最佳因素

8、水平組合為，當(dāng)漆酶的用量為0.45g，反應(yīng)溫度為50，反應(yīng)時間為80min時為最優(yōu)組合。因素主次順序為漆酶用量反應(yīng)時間反應(yīng)溫度。說明在常濕條件下漆酶的用量是最主要的因素，對紙張強度影響最大。并且在此條件下，漆酶用量對紙張強度有高度顯著的影響，反應(yīng)時間對紙張的強度影響均不顯著反應(yīng)溫度對紙張有顯著影響。所以在室內(nèi)濕度條件下紙張強度影響最大的是漆酶的用量。含水量為含水量為34%條件下正交試驗數(shù)據(jù)分析條件下正交試驗數(shù)據(jù)分析含水量為34%時紙張強度最佳組合為漆酶用量0.9，反應(yīng)溫度80，處理時間80min.因素主次順序為反應(yīng)時間漆酶用量反應(yīng)溫度。由此說明反應(yīng)時間對含水量為34%的紙張抗張強度影響最大，并

9、且在此條件下，漆酶用量，反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對紙張的強度影響均不顯著。絕干條件下正交試驗數(shù)據(jù)分析絕干的紙張強度最佳組合為漆酶用量0.675，反應(yīng)溫度65，處理時間80min.因素主次順序為漆酶用量反應(yīng)時間反應(yīng)溫度。由此說明在絕干狀態(tài)下的紙張強度與漆酶的用量關(guān)系最大，并且在此條件下，漆酶用量對紙張的強度具有高度影響，反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對紙張的強度影響均不顯著。漆酶用量對紙張強度的影響如圖漆酶用量對紙張強度的影響如圖6.1，圖，圖6.2,圖圖6.3所示所示圖6.1 漆酶用量對室內(nèi)溫度條件下強度影響多項式趨勢圖圖6.2 漆酶用量對含水量為34%條件紙張下強度影響多項式趨勢圖圖6.3 漆酶用量對相對絕干

10、條件紙張下強度影響多項式趨勢圖由圖可以看出漆酶用量越大對紙張的影響越大。并且在室內(nèi)濕度條件下和絕干條件下影響越顯著。在含水量34%的條件下影響比較平緩。反應(yīng)溫度對紙張強度的影響如圖6.4，圖6.5,圖6.6所示圖6.4 反應(yīng)溫度對室內(nèi)溫度條件下強度影響多項式趨勢圖圖6.5 反應(yīng)溫度對含水量為34%條件紙張下強度影響多項式趨勢圖圖6.6 反應(yīng)溫度對相對絕干條件紙張下強度影響多項式趨勢圖由圖可以看出溫度對紙張的強度有較小的影響，在含水量為34%時溫度對紙張的強度性能影響相對較大。而對于室內(nèi)濕度條件下和絕干條件下曲線比較平緩，影響相對于34%含水量較小。由此我們可知溫度對漆酶性能較小，為節(jié)省能源我們

11、可以選取室溫條件下進行試驗。反應(yīng)時間對紙張強度的影響如圖反應(yīng)時間對紙張強度的影響如圖6.7，圖，圖6.8,圖圖6.9所示所示圖6.7反應(yīng)時間對室內(nèi)溫度條件下強度影響多項式趨勢圖圖6.8 反應(yīng)時間對含水量為34%條件紙張下強度影響多項式趨勢圖圖6.9 反應(yīng)時間對相對絕干條件紙張下強度影響多項式趨勢圖在室內(nèi)濕度條件下抗張強度隨反應(yīng)時間的增長而增大，可能是由于參與反應(yīng)的漆酶的數(shù)量越多，脫除木素越多，纖維交織越緊密。但在含水量34%時和絕干條件下，一開始抗張強度隨著反應(yīng)溫度的升高而升高，但隨著反應(yīng)時間的不斷升高當(dāng)達到65左右時，抗張強度經(jīng)過最大值后開始降低，所以為了節(jié)省能源要在合適條件下進行處理。不同

12、條件紙張?zhí)幚砗笈c未處理的紙張抗張強度的對比分析如圖6.10圖6.10為室內(nèi)濕度條件下，含水量34%，絕干條件下對紙張抗張強度進行測試所得到的數(shù)據(jù)。由圖可明顯看出用漆酶處理后的紙張無論是在室內(nèi)濕度條件下，含水量34%，還是絕干條件下，抗張強度都有很大的提高。其中在室內(nèi)濕度條件下紙張的抗張強度提高了78.739%，在含水量34%的條件下紙張的抗張強度提高了97.127%，絕干條件下紙張抗張強度提高了35.26%。由以上數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)其中在含水量34%的條件下紙張的抗張強度提高的最多，幾乎是百分之百提高，可得出漆酶對紙張濕抗張強度有最佳的增強效果。用漆酶處理后的最佳抗張強度與瓦楞紙的強度進行對比如圖6

13、.11圖6.11為室內(nèi)濕度條件下，含水量34%，絕干條件下用漆酶處理后的紙張與瓦楞紙的抗張強度進行對比，如圖所示在絕干條件下雖然用漆酶處理的紙張的抗張強度比未用漆酶處理的有很大的提高，但是與瓦楞紙相比仍然相差很多，其強度還不及瓦楞紙的50%。在含水量為34%的條件下我們可以發(fā)現(xiàn)用漆酶處理后的紙張的強度比未用漆酶處理的紙張強度高出很多甚至高于瓦楞紙的強度，在室內(nèi)濕度條件下，瓦楞紙的強度也是比漆酶處理的紙張的強度高出很多。由此，我們發(fā)現(xiàn)漆酶處理后的紙張的強度在各種條件下都有很大的提高，雖然仍小于瓦楞紙的強度。但是用漆酶處理的再生紙仍有廣泛的發(fā)展空間。f結(jié)論：f本文采用漆酶對瓦楞紙板纖維進行增強試驗處理，通過正交試驗考察漆酶的用量，溫度，反應(yīng)時間對纖維增強效果的影響，得到以下結(jié)論：f（1經(jīng)過漆酶處理的再生紙，干強度和濕強度均有提高，效果明顯。f（2常溫常濕條件下，試樣抗張強度最高的因素水平組合為，漆酶的用量為0.45g，反應(yīng)溫度為50，反應(yīng)時間為80min。因素主次順序為漆酶用量反應(yīng)時間反應(yīng)溫度。f（3在濕紙含水量為34%時，試樣紙張強度最佳組合為漆酶用量0.9，反應(yīng)溫度80，處理時間80min。因素主次順序為反應(yīng)