无甲醛人造板表面处理技术

无甲醛人造板表面处理技术

油漆是一种含有铜的多酚氧化酶（p-二甲酯，ec1.10.3.2），可以氧化多酚、多氨基苯和其他化合物。木材是一种天然高聚物,当木材受到外界因素作用时便会产生自由基。室温条件下,木材表面存在着几种自由基,它们来自木材中木素、纤维素和半纤维,其中以木素自由基浓度为最大。漆酶可使木材自身组分活化,产生胶合作用,用来粘结木纤维或木刨花,制成相应的人造板。Hǜttermann、Felby、Viikari、朱家琪等一些学者分别对漆酶处理木纤维制纤维板进行了研究。结果表明,与对照板比较,经漆酶处理制成的纤维板的力学性能均有所提高。但对于漆酶处理木材后自由基浓度的变化缺乏研究。本文旨在通过试验,结合生产实际,找出漆酶处理纤维的最优工艺参数,为生产实践提供理论依据。1材料和方法1.1自由基捕收剂n-t-bn试验用木材为思茅松边材,处理试样为木粉(60—80目),两种漆酶分别为中国微生物所提供的白腐菌漆酶,酶活20u/mL(漆酶I),丹麦诺维信公司提供的由曲酶菌发酵制成的漆酶,酶活280u/mL(漆酶II),醋酸-醋酸钠缓冲溶液(酸度值pH2.02.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、),自由基捕捉剂N叔丁基-α-苯基硝酮(N-tert-butyl-α-phenylnitrone,PBN),乙酸乙酯。1.2ros自由基检测活性氧(ROS)自由基是一大类自由基的总称,但由于其活性大,并在极性水相条件下,不易检测本研究采用Cao(2005)的ROS自由基检测方法,采用自旋捕捉剂PBN进行捕捉,用乙酸乙酯萃取后,用电子自旋共振(electronspinresonance,ESR)设备检测其萃取液,分析其检测结果。1.2.1pbn捕收剂用量底物均为45mg木粉,分别置于不同离心管中漆酶I处理试样中,分别加入不同pH值的缓冲溶液405μL,再分别加入漆酶I45μl,0.04mol的PBN捕捉剂50μL;漆酶II处理试样中,分别加入不同pH值的缓冲溶液446.8μL,再加入漆酶II3.2μL,0.04mol的PBN捕捉剂50μL。将以上试样用旋涡混合器(vortex)振动混匀后,在水浴锅中加热处理,水浴温度26℃,处理时间2h,缓冲溶液的酸度值分别为pH2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0。1.2.2缓冲液及温度两种漆酶处理试样过程同节1.2.1。其中所用缓冲液为pH3.0,处理时间均为2h,温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和80℃。1.2.3不同的处理时间两种漆酶处理试样过程同节1.2.1,但所用缓冲溶液均为pH3.0,水浴温度50℃,处理时间分别为1、2、3h。1.2.4研究内容两种漆酶处理试样酶用量以及处理过程同节1.2.1。其中所用缓冲液为pH3.0,处理时间为2h,温度50℃,酶用量分别为10u/g、20u/g、30u/g。1.2.5萃取将水浴处理后的试样置于冰堆中,终止反应。将乙酸乙酯300μL注入复合体系中,振荡离心,静置后萃取上层澄清液体。1.2.6扫描波长3g德国产BRUKER自旋共振测定仪,型号ER-200D-SRC。中心磁场为3385G,调制为3.2G,增益为4×105,扫描宽度为400G,微波功率为20mW,扫描时间为200s。用微量进样器将离心管中萃取液移入样品管中,再将样品管置于ESR设备中的检测位置,即可以检测。每个试样处理进行三个重复的测定。1.2.7自由基相对浓度测量以三个重复试样的平均值作为该试样的平均值。自由基的相对浓度值是对图谱中的三个峰高值进行测量,将其平均值作为自由基相对浓度值,单位为毫米(mm)。2结果与分析2.1利用漆酶法制备木材的自由基图谱从图1可见,未处理的思茅松边材的自由基图谱为典型的酚氧自由基(图1a),而用漆酶处理后的木材的自由基图谱则为典型的活性氧自由基(ROS,图1b、1c),g=2.005,aN=15.0G,二者在图谱上的表现形式有着明显的不同。2.2酸度值对ros浓度的影响从图2可见,在酸度值为pH2.0时,用ESR检测不到信号。在酸度值pH(2.0～6.0)内,ROS浓度随酸度值增加而呈现出先增加后递减的趋势。两种漆酶处理思茅松边材均为酸度值pH3.0处所得ROS浓度值最大。方差分析表明,在0.01水平,不同pH值对两种漆酶处理对思茅松边材的ROS浓度变化影响差异极显著(见表1)。2.3两种漆酶处理对思茅松边材ros值的影响从图3可见,在30℃～80℃,随着温度的升高,ROS浓度值随温度升高呈递增趋势,两种漆酶处理思茅松边材的ROS值均在50℃时达到最大,此后随温度的继续升高,ROS浓度值呈现递减趋势。方差分析表明,在0.01水平,不同温度对两种漆酶处理对思茅松边材的ROS浓度变化影响差异极显著(见表1)。2.4酶处理对ros浓度的影响酶I分别在1、2、3h处理边材后的ROS浓度值分别为210.22mm,241mm和139.11mm;酶II分别在1、2、3h处理边材后的ROS浓度值分别为200.67mm,143.22mm和224.22mm。从数值可以看出,两种酶处理均在2hROS浓度值最大。方差分析表明,在0.01水平,就酶I来说,不同处理时间对ROS浓度变化影响差异极显著(见表1);就酶II来说,不同处理时间对ROS浓度变化影响差异不显著(见表1)。2.5酶用量对ros浓度的影响酶I分别在酶用量10u/g、20u/g、30u/g时处理边材后的ROS浓度值分别为159.8mm,241mm,155.3mm;酶II分别在酶用量10u/g、20u/g、30u/g时处理边材后的ROS浓度值分别为109.7mm、224.2mm、143.9mm。结果表明,两种酶处理均在20u/g时ROS浓度值最大。方差分析表明,在0.01水平,对酶I来说,不同酶用量对ROS浓度变化影响差异不显著(见表1);就酶II来说,不同酶用量对ROS浓度变化影响差异极显著(见表1)。2.6不同菌种来源的漆酶活性比较研究漆酶处理木材的活性氧自由基变化规律对木材进行无胶胶合进而生产无毒人造板有重要意义。通过试验找出漆酶处理木材的最佳工艺参数,可为今后的工业化生产提供理论依据。本试验对两种漆酶的pH值、温度、处理时间和酶用量四个处理因子进行了研究。结果表明,就酶I来说,除酶用量外,其他三个因子均对ROS浓度值变化有显著影响;就酶II来说,除处理时间外,其他三个因子均对ROS浓度变化均有显著影响。比较两种酶的处理效果可以看出,不同菌类来源的漆酶其特性有着明显的差异,主要表现在二者在相同条件下处理同一底物时,所表现出来的活化能力不同。这表明在今后的酶法生产纤维板过程中,应根据漆酶种类的不同,确定不同的漆酶处理工艺。3两种漆酶工艺表面活性剂对思茅松边材抗氧化能力的影响1)本试验中,pH值、温度、处理时间和酶用量均对两种漆酶处理思茅松边材后