尾叶桉酶解木素在过氧化氢化学法化学机械浆制浆及漂浮过程的变化

尾叶桉酶解木素在过氧化氢化学法化学机械浆制浆及漂浮过程的变化

1木素结构的研究高分子的分子及其分布是研究高分子材料的最重要参数之一。木素是由苯基丙烷结构单元组成的高分子网状化合物。就目前所知,木素中存在着许多潜在发色基团如醇羟基、酚羟基、羧基等。木素是使纸浆产生颜色的主要物质。研究制浆和漂白过程中木素结构的变化,有着十分重要的意义。研究木素结构的方法,除了化学方法之外,还可采用气相色谱、液相色谱、质谱等现代测试技术。特别是本世纪六十年代兴起的凝胶渗透色谱,使木素的分子量及分子量分布的测定变得快速和可靠。国内外的许多学者在这个方面做了大量的工作,取得了可喜的进展。但迄今为止,关于尾叶桉木素在APMP制浆及H2O2漂白过程中的分子量及分子量分布的变化,尚未见报道。2实验部分2.1c、h、o元素分析6000A型ALC/244/GPC仪(美国Waters公司),RI检测器,810色谱工作站。C、H、O的含量采用西德产的HeraeusCHN-O-Rapid元素分析仪测定,O的量由上述测定结果计算得出。尾叶桉木素的制备是采用纤维素酶处理木粉,提取纤维素酶解木素。2.2尾叶桉酶解木素的提取尾叶桉木素的制备是采用纤维素酶处理木粉,从中提取纤维素酶解木素,再经乙酰化后得到尾叶桉酶解木素。其中ML1表示尾叶桉原料的酶解木素;ML2、ML3表示第一段、第二段碱性H2O2预处理后的浆料酶解木素;ML7、ML8表示第一段、第二段H2O2漂白后的浆料酶解木素。2.3柱温度lm凝胶柱(WatersUltrastyragel型号),规格为:50nm+102nm+104nm+10nm四柱串联;进样量为:50μL;流动相为:四氢呋喃(分析纯,除过氧化物及脱气处理),流速为:1.5mL/min;柱温为:35℃;柱压为:5168kPa。3结果与讨论3.1农村农村也13351335配制系列窄分布聚苯乙烯标样,配制浓度与样品浓度一致。分子量分别为5.01×105、1.56×105、6×104、2.85×104、3.25×105、0.58×103。在相应的色谱条件下得到图1GPC校正工作曲线,曲线相关系数r2=0.999,标准偏差=0.018。3.2木素的分子量尾叶桉原料及其在碱性H2O2制浆、两段H2O2漂白过程的浆料酶解木素分子量变化与其多分散性见表1。用凝胶渗透色谱法测木素的分子量时,为了避免木素分子之间的缔合作用,必须事先将木素进行乙酰化处理。由表1可知,尾叶桉原料经两段碱性H2O2化学预处理之后,浆料木素无论是数均分子量还是重均分子量均增加,而多分散性也增大。这是由于碱性过氧化氢预处理时,HOO-根主要不是对木素酚型结构单元的苯环或拆侧链的阴碳离子进行亲电攻击,而是对羰基,特别是侧链上的共轭羰基进行亲核加成,生成醇羟基或环氧化物,使木素的侧链发色结构发生变化,在此过程木素分子量可能增大一些。当然,在反应过程中也有醚键或碳-碳键断裂,生成分子量稍小一些的木素,使多分散性变大。还有个别小分子木素也会溶出,但总体而言,木素的分子量变大,多分散性变大。这也许是APMP法制浆得率较高的原因之一。但在两段H2O2漂白过程,第一段H2O2漂白中,NaOH的量相对较多,OH-除了用于生成H202的HOO-外,还攻击木素大分子酚型结构单元的α-芳基醚键以及苯环上的芳基甲基醚键,使之断裂,使部分木素大分子分裂为一些分子量稍小的分子,木素的多分散性变大,数均分子量、重均分子量减小。第二段H2O2漂白过程,一方面随着OH-的进一步作用,一些小分子量木素可能发生脱芳基、脱甲基等反应,而逐渐溶出,使木素的分子多分散性减小的同时,平均分子量增加;另一方面,HOC-与木素侧链的羰基发生加成反应,也可使木素的平均分子量增大。3.3酶解木素单元分子量的变化规律表2、表3是尾叶桉原料及其制浆、漂白过程中几种浆料酶解木素的元素分析结果、甲氧基含量和由此推算得出的木素结构单元实验式。表3中的酶解木素单元分子量的变化规律与前面通过GPC测定的酶解木素的平均分子量的变化趋势有一定的类似性。在第一段化学预处理过程,由于预处理药液以NaOH为主,因而对木素结构的破坏较大,使其分子量减小;第二段化学预处理药液以H2O2为主,它主要攻击木素的有色基团,使之改变结构,同时伴随着小分子木素的溶处,浆中的木素分子量相对增加。两段H2O2漂白过程的木素单元分子量的变化,也是先有所减少,而后又相对提高。3.4h.zmohnah.holzmorah.zrafta药物对尾叶桉在APMP法制化机浆及两段H2O2漂白过程的酶解木素分子量的变化的研究表明,由于HOO-的特殊作用,制浆及漂白之后,浆中剩余木素的平均分子量相对有所增加。References1HuttermannAH.Holzfoorschung,1978,32:108～1122LapiereC,BethgeP0.TheEkman-Days,1981,35:541-5563ShiLianghe(施良和).GelChromatography(凝胶色谱法),Beijing(北京):BeijingPress(北