無甲醛人造板表面處理技術

無甲醛人造板表面處理技術

油漆是一種含有銅的多酚氧化酶（p-二甲酯，ec1.10.3.2），可以氧化多酚、多氨基苯和其他化合物。木材是一種天然高聚物,當木材受到外界因素作用時便會產(chǎn)生自由基。室溫條件下,木材表面存在著幾種自由基,它們來自木材中木素、纖維素和半纖維,其中以木素自由基濃度為最大。漆酶可使木材自身組分活化,產(chǎn)生膠合作用,用來粘結木纖維或木刨花,制成相應的人造板。Hǜttermann、Felby、Viikari、朱家琪等一些學者分別對漆酶處理木纖維制纖維板進行了研究。結果表明,與對照板比較,經(jīng)漆酶處理制成的纖維板的力學性能均有所提高。但對于漆酶處理木材后自由基濃度的變化缺乏研究。本文旨在通過試驗,結合生產(chǎn)實際,找出漆酶處理纖維的最優(yōu)工藝參數(shù),為生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1自由基捕收劑n-t-bn試驗用木材為思茅松邊材,處理試樣為木粉(60—80目),兩種漆酶分別為中國微生物所提供的白腐菌漆酶,酶活20u/mL(漆酶I),丹麥諾維信公司提供的由曲酶菌發(fā)酵制成的漆酶,酶活280u/mL(漆酶II),醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(酸度值pH2.02.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、),自由基捕捉劑N叔丁基-α-苯基硝酮(N-tert-butyl-α-phenylnitrone,PBN),乙酸乙酯。1.2ros自由基檢測活性氧(ROS)自由基是一大類自由基的總稱,但由于其活性大,并在極性水相條件下,不易檢測本研究采用Cao(2005)的ROS自由基檢測方法,采用自旋捕捉劑PBN進行捕捉,用乙酸乙酯萃取后,用電子自旋共振(electronspinresonance,ESR)設備檢測其萃取液,分析其檢測結果。1.2.1pbn捕收劑用量底物均為45mg木粉,分別置于不同離心管中漆酶I處理試樣中,分別加入不同pH值的緩沖溶液405μL,再分別加入漆酶I45μl,0.04mol的PBN捕捉劑50μL;漆酶II處理試樣中,分別加入不同pH值的緩沖溶液446.8μL,再加入漆酶II3.2μL,0.04mol的PBN捕捉劑50μL。將以上試樣用旋渦混合器(vortex)振動混勻后,在水浴鍋中加熱處理,水浴溫度26℃,處理時間2h,緩沖溶液的酸度值分別為pH2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0。1.2.2緩沖液及溫度兩種漆酶處理試樣過程同節(jié)1.2.1。其中所用緩沖液為pH3.0,處理時間均為2h,溫度分別為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和80℃。1.2.3不同的處理時間兩種漆酶處理試樣過程同節(jié)1.2.1,但所用緩沖溶液均為pH3.0,水浴溫度50℃,處理時間分別為1、2、3h。1.2.4研究內(nèi)容兩種漆酶處理試樣酶用量以及處理過程同節(jié)1.2.1。其中所用緩沖液為pH3.0,處理時間為2h,溫度50℃,酶用量分別為10u/g、20u/g、30u/g。1.2.5萃取將水浴處理后的試樣置于冰堆中,終止反應。將乙酸乙酯300μL注入復合體系中,振蕩離心,靜置后萃取上層澄清液體。1.2.6掃描波長3g德國產(chǎn)BRUKER自旋共振測定儀,型號ER-200D-SRC。中心磁場為3385G,調(diào)制為3.2G,增益為4×105,掃描寬度為400G,微波功率為20mW,掃描時間為200s。用微量進樣器將離心管中萃取液移入樣品管中,再將樣品管置于ESR設備中的檢測位置,即可以檢測。每個試樣處理進行三個重復的測定。1.2.7自由基相對濃度測量以三個重復試樣的平均值作為該試樣的平均值。自由基的相對濃度值是對圖譜中的三個峰高值進行測量,將其平均值作為自由基相對濃度值,單位為毫米(mm)。2結果與分析2.1利用漆酶法制備木材的自由基圖譜從圖1可見,未處理的思茅松邊材的自由基圖譜為典型的酚氧自由基(圖1a),而用漆酶處理后的木材的自由基圖譜則為典型的活性氧自由基(ROS,圖1b、1c),g=2.005,aN=15.0G,二者在圖譜上的表現(xiàn)形式有著明顯的不同。2.2酸度值對ros濃度的影響從圖2可見,在酸度值為pH2.0時,用ESR檢測不到信號。在酸度值pH(2.0～6.0)內(nèi),ROS濃度隨酸度值增加而呈現(xiàn)出先增加后遞減的趨勢。兩種漆酶處理思茅松邊材均為酸度值pH3.0處所得ROS濃度值最大。方差分析表明,在0.01水平,不同pH值對兩種漆酶處理對思茅松邊材的ROS濃度變化影響差異極顯著(見表1)。2.3兩種漆酶處理對思茅松邊材ros值的影響從圖3可見,在30℃～80℃,隨著溫度的升高,ROS濃度值隨溫度升高呈遞增趨勢,兩種漆酶處理思茅松邊材的ROS值均在50℃時達到最大,此后隨溫度的繼續(xù)升高,ROS濃度值呈現(xiàn)遞減趨勢。方差分析表明,在0.01水平,不同溫度對兩種漆酶處理對思茅松邊材的ROS濃度變化影響差異極顯著(見表1)。2.4酶處理對ros濃度的影響酶I分別在1、2、3h處理邊材后的ROS濃度值分別為210.22mm,241mm和139.11mm;酶II分別在1、2、3h處理邊材后的ROS濃度值分別為200.67mm,143.22mm和224.22mm。從數(shù)值可以看出,兩種酶處理均在2hROS濃度值最大。方差分析表明,在0.01水平,就酶I來說,不同處理時間對ROS濃度變化影響差異極顯著(見表1);就酶II來說,不同處理時間對ROS濃度變化影響差異不顯著(見表1)。2.5酶用量對ros濃度的影響酶I分別在酶用量10u/g、20u/g、30u/g時處理邊材后的ROS濃度值分別為159.8mm,241mm,155.3mm;酶II分別在酶用量10u/g、20u/g、30u/g時處理邊材后的ROS濃度值分別為109.7mm、224.2mm、143.9mm。結果表明,兩種酶處理均在20u/g時ROS濃度值最大。方差分析表明,在0.01水平,對酶I來說,不同酶用量對ROS濃度變化影響差異不顯著(見表1);就酶II來說,不同酶用量對ROS濃度變化影響差異極顯著(見表1)。2.6不同菌種來源的漆酶活性比較研究漆酶處理木材的活性氧自由基變化規(guī)律對木材進行無膠膠合進而生產(chǎn)無毒人造板有重要意義。通過試驗找出漆酶處理木材的最佳工藝參數(shù),可為今后的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。本試驗對兩種漆酶的pH值、溫度、處理時間和酶用量四個處理因子進行了研究。結果表明,就酶I來說,除酶用量外,其他三個因子均對ROS濃度值變化有顯著影響;就酶II來說,除處理時間外,其他三個因子均對ROS濃度變化均有顯著影響。比較兩種酶的處理效果可以看出,不同菌類來源的漆酶其特性有著明顯的差異,主要表現(xiàn)在二者在相同條件下處理同一底物時,所表現(xiàn)出來的活化能力不同。這表明在今后的酶法生產(chǎn)纖維板過程中,應根據(jù)漆酶種類的不同,確定不同的漆酶處理工藝。3兩種漆酶工藝表面活性劑對思茅松邊材抗氧化能力的影響1)本試驗中,pH值、溫度、處理時間和酶用量均對兩種漆酶處理思茅松邊材后