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一旦白腐菌漂白纸浆的作用时间缩短

2024-08-05 16:44 编辑:  好木材

木材是三种建筑材料(钢筋、水泥和木材)中与人类最友好的天然材料。它具有很高的可用性、可再生性和重要的经济价值。随着人们对环境保护认识的加深和绿色消费趋势的不断增加,化学纤维对人体的危害和对环境的污染引起了各国政府和人民的关注,粘胶纤维、醋酸纤维和lyocell纤维深受人们的青睐。

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木材漂白效果图

制浆造纸厂遍布全国各地,其制浆和漂白造成的污染相当严重。虽然煮黑液可以回收利用,但有毒的漂白废水污染仍然困扰着造纸行业。特别是在过去的十年里,木材工业和纸浆制造业得到了强劲的发展,适合木材加工和纸浆制造的木材被大量消耗,导致环境恶化。因此,天然森林受到世界各国的广泛保护,使全球木材工业原材料的供应逐渐从天然森林转向人工森林。人工林生长快,材料早,材料松散,颜色不均匀,颜色暗,加上木材储存、加工过程中的变色、污染等,极大地限制了其在家具、造纸、人造纤维、地板等方面的应用,从而降低了木材的利用价值。因此,材料颜色问题已成为木材工业、造纸工业和人造纤维工业亟待解决的问题。目前,中国人工林面积居世界第一。要充分发挥人工林木的使用潜力,只有彻底掌握控制其性能的机制,才能最终根据需要改变这些性能。因此,木材漂白新技术的发展可以促进绿色产业链的形成,促进绿化,快速增加森林覆盖面积,扩大城乡就业,形成高效林业,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。

材料颜色与木材纹理、强度、密度相同,是评价木材质量并确定其价值的重要指标[3]。木材漂白是实木、单板、木片、木浆颜色浅、色调均匀、污染消除的加工过程,是实木制品、人造板装饰、纸浆造纸和人造纤维的重要加工环节,也是先进人造板装饰、纸张和人造纤维生产的重要组成部分。由于木材工业、造纸工业和人造纤维工业的不断强劲发展,木材漂白备受关注,大量的木材漂白新技术不断涌现。

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1木材漂白的基本原理和常用药剂

纤维素、半纤维素和木素是木质细胞壁的主要成分。纤维素和半纤维素不吸收可见光,而在纤维素微纤维中作为基质存在的木素是主要的显色物质。其基本结构单元为苯丙烷基,其中苯环、苯酚及其单侧链的基础(>C=O)、羧基(-C=O-OH)都含有碳-氧(C=O)、碳-碳(C=C)木材颜色的重要来源是共轭双键结构的发色基团。此外,大量的羟基存在于木材成分中(-OH)甲氧基(-OCH3)虽然无色,但在光(尤其是紫外线)和氧气的作用下,很容易降解,使木材颜色变深。它是一种潜在的发色基团,称为助色基团。木材的漂白过程是利用化学物质氧化和还原木材表面,破坏木材中能吸收可见光的头发〖CM(21)色基团(如C)=C、C=O)或者封闭助色基团(如-OH),使其产生美白脱色效果。使用的化学物质可分为氧化型和还原型两种(见表1)[4]。

2漂白剂选择

在去除有色物质的同时,理想的漂白效果是尽量不损伤材料表面。当呈色物质可以用溶剂提取时,最好用溶剂提取;不能用溶剂提取时,可以用分解呈色物质的方法;当分解困难时,应采用改性呈色物质的方法[4]。分解改性方法包括氧化法、还原法、甲基化法、乙酰化法等。原则上,无论采用哪种方法,都要使用尽可能少的药物,达到尽可能好的漂白效果,即最大限度地发挥漂白剂的作用,降低消耗和增益。

木材是一种天然材料,材料颜色在植物内外,在选择漂白剂时,不仅根据材料表面颜色和脱色难度,而且考虑漂白处理工艺简单,药品价格和剂量应尽可能低,药物是否对人体有害,环境污染等因素。

3木材漂白机制

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3.1白腐菌漂白机制

在适当的条件下,黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)、多年层孔菌(Forcesannosus)、木灵芝(Gandermaostale)、贝壳状革菌(Panusconchatus)、射脉齿菌(Phlebiaradiata)、杂色云芝(Tranzetesversicolor)、粪便产生黑蛋巢菌(Cythusstererreus)、IZU白腐菌-154、糙皮侧耳菌(Pleurotusostreatus)当白腐菌菌丝开始生长时,菌丝在生长和扩散过程中分泌大量的细胞外氧化酶,包括关键的两种过氧化酶LiP和MNP,在分子氧的参与下,依靠自身形成的H2O2,触发一系列自由基链反应,使苯环在木素结构中形成阳离子基团,然后发生一系列自发反应和降解。这些降解过程包括去除甲氧基,Cα—Cβ键、Cβ—Cγ烷基芳基醚键断裂,直至苯环开环裂解。这些降解过程包括甲氧基的去除,Cα—Cβ键、Cβ—Cγ键和烷基芳基醚键断裂,直至苯环开环裂解。木素的降解产物被菌丝体吸收,最终氧化成二氧化碳和水。

目前,纸浆漂白中使用的白腐菌尚未工业化,实验室研究一直在进行中。很明显,一旦白腐菌漂白纸浆的作用时间缩短