一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法，原料價(jià)格低廉，不需要添加化學(xué)試劑，能耗小，所需時(shí)間較少，制備過程對環(huán)境負(fù)面影響較小，紙漿原料與交聯(lián)劑的基團(tuán)反應(yīng)鍵合，使用酶水解的方法，對紙漿纖維進(jìn)行表面改性，去除紙漿纖維中的膠質(zhì)、木聚糖和半纖維素組分，提高結(jié)晶纖維素的含量，從而提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度。
【專利說明】
一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的木材資源十分缺乏，造紙?jiān)掀款i矛盾突出。紙漿原料料的得率(每噸絕干木材能制備的漿料絕干量)高，制漿廢液污染少易于處理，符合綠色造紙的發(fā)展需要。但是由于紙漿原料的強(qiáng)度差，降低了紙張的品質(zhì)，從而限制了其在造紙中的大量使用?，F(xiàn)有的技術(shù)是通過在漿料中添加淀粉提高漿料的強(qiáng)度，但是該類方法中淀粉的保留率較低，影響了漿料強(qiáng)度的提升。
[0003]目前，天然纖維素是自然界蘊(yùn)藏最豐富的高分子聚合物，普遍存在于木、竹、棉、麻等天然植物中，其來源豐富，價(jià)格低廉，并具有生物降解性和可再生性。隨著環(huán)保觀念的增強(qiáng)和納米技術(shù)的發(fā)展，人們開始關(guān)注從天然纖維中制備納米纖維素。
[0004]造紙?zhí)砑觿垙堎|(zhì)量的影響很大。通常造紙?zhí)砑觿┎缓欣w維，但是生產(chǎn)出來的紙張韌性不夠，紙比較脆，容易斷裂。市場上急需一種提高紙張韌性的造紙?zhí)砑觿?，能夠增加紙張的韌性，能夠延長紙質(zhì)產(chǎn)品的保質(zhì)期。
[0005]酶技術(shù)在食品、紡織和造紙等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，其主要原因是酶技術(shù)是環(huán)境友好的，同時(shí)，酶技術(shù)具有很強(qiáng)的選擇性，它們只催化特定的反應(yīng)，而不會去除或損傷其他分子。除此之外，酶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還有縮減成本，節(jié)約能源和用水，改善產(chǎn)品性能等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法，使用該方法制備的紙漿，原料價(jià)格便宜，由該紙漿制備的機(jī)械性能好。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法，該方法包括如下步驟:
(I)利用苧麻精干麻提取紙漿原料
將苧麻精干麻用粉碎機(jī)粉碎成30-80目短纖維，將短纖維放入帶有密封圈的容器中平衡水分，測定短纖維的回潮率;稱量短纖維質(zhì)量，根據(jù)回潮率計(jì)算其纖維干重;在短纖維中加入蒸餾水，通過蒸餾水浸泡使纖維素充分潤濕;其中，在短纖維中加入蒸餾水使纖維素固體在蒸餾水中質(zhì)量百分比濃度為3%~5% ,蒸餾水浸泡時(shí)間為20-40h；
用打漿機(jī)攪拌短纖維，制成纖維素漿料;將制得的漿料放入超微細(xì)精制機(jī)中，超微細(xì)精制機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子圓盤表面有縫隙和凹槽，設(shè)定轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距，使?jié){料通過超微細(xì)精制機(jī)研磨石之間的縫隙；調(diào)節(jié)研磨石的轉(zhuǎn)速，循環(huán)往復(fù)研磨，研磨石研磨的高速剪切作用切斷微纖絲之間的氫鍵，從而使納米尺度的微纖化纖維分離出來，最后得到穩(wěn)定的紙漿原料;其中，打漿機(jī)攪拌速度為800-1000rpm，攪拌時(shí)間為20-40min，設(shè)定超微細(xì)精制機(jī)轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距為-50—lOOyrn，研磨石的轉(zhuǎn)速為1500-2000rpm;循環(huán)反復(fù)研磨次數(shù)為40-60次，研磨時(shí)間為3-5h ； (2)將紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合，得混合溶液一;用緩沖溶液調(diào)節(jié)混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的紙漿原料溶液中紙漿纖維與水的質(zhì)量比為1:15-1:20，所述的紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合前，包含下列步驟:將所述的將紙漿纖維于水中浸泡l_2h;所述的緩沖溶液為檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液或醋酸-醋酸鈉緩沖溶液；
(3)將所述的混合溶液二于45-50°C下反應(yīng)2-5h，所述的混合溶液二于45-50°C下反應(yīng)前，包含下列步驟:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)水溶液以防止金屬-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二鈉水溶液的摩爾濃度較佳地為lmol/L-2mol/L；
(4)將反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)液進(jìn)行滅酶的操作，得到產(chǎn)品。
[0008]本發(fā)明所述的酶改性環(huán)保紙漿的制備方法，原料價(jià)格低廉，不需要添加化學(xué)試劑，能耗小，所需時(shí)間較少，制備過程對環(huán)境負(fù)面影響較小，紙漿原料與交聯(lián)劑的基團(tuán)反應(yīng)鍵合，使用酶水解的方法，對紙漿纖維進(jìn)行表面改性，去除紙漿纖維中的膠質(zhì)、木聚糖和半纖維素組分，提高結(jié)晶纖維素的含量，從而提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例一
將苧麻精干麻用粉碎機(jī)粉碎成30-80目短纖維，將短纖維放入帶有密封圈的容器中平衡水分，測定短纖維的回潮率;稱量短纖維質(zhì)量，根據(jù)回潮率計(jì)算其纖維干重;在短纖維中加入蒸餾水，通過蒸餾水浸泡使纖維素充分潤濕;其中，在短纖維中加入蒸餾水使纖維素固體在蒸餾水中質(zhì)量百分比濃度為3%，蒸餾水浸泡時(shí)間為20h。
[0010]用打漿機(jī)攪拌短纖維，制成纖維素漿料;將制得的漿料放入超微細(xì)精制機(jī)中，超微細(xì)精制機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子圓盤表面有縫隙和凹槽，設(shè)定轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距，使?jié){料通過超微細(xì)精制機(jī)研磨石之間的縫隙；調(diào)節(jié)研磨石的轉(zhuǎn)速，循環(huán)往復(fù)研磨，研磨石研磨的高速剪切作用切斷微纖絲之間的氫鍵，從而使納米尺度的微纖化纖維分離出來，最后得到穩(wěn)定的紙漿原料;其中，打漿機(jī)攪拌速度為800rpm，攪拌時(shí)間為20min，設(shè)定超微細(xì)精制機(jī)轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距為-50yrn，研磨石的轉(zhuǎn)速為1500rpm;循環(huán)反復(fù)研磨次數(shù)為40次，研磨時(shí)間為3h。
[0011]將紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合，得混合溶液一；用緩沖溶液調(diào)節(jié)混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的紙漿原料溶液中紙漿纖維與水的質(zhì)量比為1:15，所述的紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合前，包含下列步驟:將所述的將紙漿纖維于水中浸泡Ih;所述的緩沖溶液為檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液或醋酸-醋酸鈉緩沖溶液。
[0012]將所述的混合溶液二于45 °C下反應(yīng)2h，所述的混合溶液二于45 °C下反應(yīng)前，包含下列步驟:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)水溶液以防止金屬-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二鈉水溶液的摩爾濃度較佳地為lmol/L;將反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)液進(jìn)行滅酶的操作，得到產(chǎn)品。
[0013]實(shí)施例二
將苧麻精干麻用粉碎機(jī)粉碎成30-80目短纖維，將短纖維放入帶有密封圈的容器中平衡水分，測定短纖維的回潮率;稱量短纖維質(zhì)量，根據(jù)回潮率計(jì)算其纖維干重;在短纖維中加入蒸餾水，通過蒸餾水浸泡使纖維素充分潤濕;其中，在短纖維中加入蒸餾水使纖維素固體在蒸餾水中質(zhì)量百分比濃度為5%，蒸餾水浸泡時(shí)間為40h。
[0014]用打漿機(jī)攪拌短纖維，制成纖維素漿料;將制得的漿料放入超微細(xì)精制機(jī)中，超微細(xì)精制機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子圓盤表面有縫隙和凹槽，設(shè)定轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距，使?jié){料通過超微細(xì)精制機(jī)研磨石之間的縫隙；調(diào)節(jié)研磨石的轉(zhuǎn)速，循環(huán)往復(fù)研磨，研磨石研磨的高速剪切作用切斷微纖絲之間的氫鍵，從而使納米尺度的微纖化纖維分離出來，最后得到穩(wěn)定的紙楽原料;其中，打楽機(jī)攪拌速度為100rpm，攪拌時(shí)間為40min，設(shè)定超微細(xì)精制機(jī)轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距為-1OOyrn，研磨石的轉(zhuǎn)速為2000rpm;循環(huán)反復(fù)研磨次數(shù)為60次，研磨時(shí)間為5h。
[0015]將紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合，得混合溶液一；用緩沖溶液調(diào)節(jié)混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的紙漿原料溶液中紙漿纖維與水的質(zhì)量比為1:20，所述的紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合前，包含下列步驟:將所述的將紙漿纖維于水中浸泡2h;所述的緩沖溶液為檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液或醋酸-醋酸鈉緩沖溶液。
[0016]將所述的混合溶液二于50 °C下反應(yīng)5h，所述的混合溶液二于50 °C下反應(yīng)前，包含下列步驟:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)水溶液以防止金屬-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二鈉水溶液的摩爾濃度較佳地為2mol/L;將反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)液進(jìn)行滅酶的操作，得到產(chǎn)品。
[0017]上面以舉例方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種酶改性環(huán)保紙漿的制備方法，該方法包括如下步驟: (1)利用苧麻精干麻提取紙漿原料 將苧麻精干麻用粉碎機(jī)粉碎成30-80目短纖維，將短纖維放入帶有密封圈的容器中平衡水分，測定短纖維的回潮率;稱量短纖維質(zhì)量，根據(jù)回潮率計(jì)算其纖維干重;在短纖維中加入蒸餾水，通過蒸餾水浸泡使纖維素充分潤濕;其中，在短纖維中加入蒸餾水使纖維素固體在蒸餾水中質(zhì)量百分比濃度為3%~5% ,蒸餾水浸泡時(shí)間為20-40h； 用打漿機(jī)攪拌短纖維，制成纖維素漿料;將制得的漿料放入超微細(xì)精制機(jī)中，超微細(xì)精制機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子圓盤表面有縫隙和凹槽，設(shè)定轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距，使?jié){料通過超微細(xì)精制機(jī)研磨石之間的縫隙；調(diào)節(jié)研磨石的轉(zhuǎn)速，循環(huán)往復(fù)研磨，研磨石研磨的高速剪切作用切斷微纖絲之間的氫鍵，從而使納米尺度的微纖化纖維分離出來，最后得到穩(wěn)定的紙漿原料;其中，打漿機(jī)攪拌速度為800-1000rpm，攪拌時(shí)間為20-40min，設(shè)定超微細(xì)精制機(jī)轉(zhuǎn)子和定子圓盤間的隔距為-50—lOOyrn，研磨石的轉(zhuǎn)速為1500-2000rpm;循環(huán)反復(fù)研磨次數(shù)為40-60次，研磨時(shí)間為3-5h ； (2)將紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合，得混合溶液一；用緩沖溶液調(diào)節(jié)混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的紙漿原料溶液中紙漿纖維與水的質(zhì)量比為1:15-1:20，所述的紙漿原料溶液和復(fù)合酶混合前，包含下列步驟:將所述的將紙漿纖維于水中浸泡l_2h;所述的緩沖溶液為檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液或醋酸-醋酸鈉緩沖溶液； (3)將所述的混合溶液二于45-50°C下反應(yīng)2-5h，所述的混合溶液二于45-50°C下反應(yīng)前，包含下列步驟:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)水溶液以防止金屬-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二鈉水溶液的摩爾濃度較佳地為lmol/L-2mol/L； (4)將反應(yīng)結(jié)束后的反應(yīng)液進(jìn)行滅酶的操作，得到產(chǎn)品。
【文檔編號】D21H11/12GK105821693SQ201610401614
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月11日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】蘇州思創(chuàng)源博電子科技有限公司