摘要利用竹子制备适用于生产醋酸纤维和Lyocell纤维的浆粕，研究加工过程中的漂白工艺。结果显示：酶质量分数为o．04％时，木聚糖酶预处理的效果达到最佳；DMD能够有选择地氧化木质素，提高H2 02的漂白能力，当丙酮与过硫酸氢钾质量比为3：4时，DMD具有最佳的脱木质素和辅助漂白效果。在这2种预处理阶段，卡伯值的降低量占整个漂白过程降低量的37．9％，特性黏度的降低量仅占整个漂白过程降低量的13．7％。X射线衍射分析间接证明了DMD的脱木素作用，在漂白过程中，DMD处理会降低竹浆粕的结晶度和晶粒尺寸，但其他阶段竹浆粕的结晶度和晶粒尺寸是增加的。
用于制备醋酸纤维、Lyocell纤维等的竹浆粕，其主要质量指标表现在三高上，即a．纤维素含量高、聚合度高和白度高…，因而竹浆粕的漂白工艺对纤维素的作用不能太剧烈以保证制得的浆粕具有较高聚合度，但又必须充分脱除木质素和半纤维素。为此，本文提出一种结合木聚糖和DMD预处理的过氧化氢漂白工艺。DMD是由过硫酸氢钾制剂(2KHSO，·KHS04·l(2S04)与丙酮反应生成的中间产物。
竹浆粕的漂白工艺流程：竹浆蒸煮一打浆一洗涤一木聚糖酶处理一洗涤一一漂一洗涤一DMD预处理一碱抽提一洗涤一二漂一洗涤一终漂一烘干一成品浆粕。本文讨论了木聚糖酶处理和DMD处理对漂白效果的影响，着重研究竹浆粕在漂白过程中结构和性能的变化。
1 实验部分
1．1材料
蒸煮后的竹浆粕，白度为41．7％，黏度为8．90 dL／g。过硫酸氢钾制剂由杜邦公司提供。
化学试剂均为分析纯，购自国药集团。
1．2木聚糖预处理
蒸煮后的竹浆粕经洗涤后用pH值为6．5的磷酸二氢钠磷酸氢二钠缓冲溶液浸泡60 min，在温度为70℃，浆粕质量分数为10％的状态下加入不同质量分数的木聚糖酶和质量分数为0．5％的二乙烯三胺五乙酸(D11PA)，充分混合后反应120 min。
1．3 DMD预处理
将称好的浆粕置于烧杯中，先加入少许清水搅拌均匀，按2：1体积比加入丙酮一水溶液并调节pH值为7．0，然后搅拌10 min，使丙酮与浆粕充分混和。加入溶解好的过硫酸氢钾，丙酮和过硫酸氢钾的总量为3．2 g／L，其反应生成DMD的反应式如图1所示。
搅拌均匀后将浆粕及反应溶液一起倒予塑料袋中密封并放人60℃的恒温水浴中，浴比为1：10，反应时间为100 min。然后取出浆粕，用清水洗涤干净并烘干。
1．4漂白与碱抽提
3次过氧化氢漂白的条件相同：HeO：的质量分数为5％，NaOH为2％，乙二胺四乙酸(EDTA)为0．5％，Mgs04为0．5％；温度为70℃，浆粕质量分数为10％，时间为120 min。碱抽提条件：NaOH的质量浓度为2 g／L，温度为100℃，浴比为1：30，时间为60 min。
1．5物化性能分析
a．纤维素含量C。是根据17．5％的NaOH处理前后浆粕样品的干重计算(参照ISO 699--1982)，公式为:C=M1/M2×100％
式中：M。为处理前的浆粕干重，g；肘：为处理后的浆粕干重，g。
卡伯值表示蒸煮后残留在浆粕中木质素的相对含量(质量分数)，木质素含量越低，卡伯值越小。根据ISO 302一198l，通过测定一定量的浆粕所消耗的高锰酸钾的量可确定卡伯值。竹浆粕的特性黏度叩](mL／g)根据TAPPI T 206规定确定，样品的聚合度DP根据下式计算：
1．6浆粕表面形貌观察
用日立JSM一5600 LV扫描电子显微镜观察浆粕的表面形貌，加速电压为20 kV，测试前样品进行镀金处理。
1．7 X射线衍射分析
样品的x射线衍射分析在D／max．2550PC 18 kW转靶x射线衍射仪上测定。测试条件为：Ni滤波，Cu靶‰射线，管压40 kV，管流40 mA，扫描速度2(o)／rain，范围从50到500。浆粕的结晶度利用segal提出的结晶指数表示[2】。晶粒尺寸￡根据Scherrer方程计算b]，本文主要研究002晶面的晶粒尺寸.
2结果与讨论
2．1木聚糖酶处理对竹浆粕性能的影响
在木聚糖酶最适pH值和最适温度(pH=6。5，70℃)下，对蒸煮后的竹浆粕进行木聚糖酶漂前预处理。酶处理后竹浆粕的自度以及一漂后浆粕的白度和黏度如表1所示。
表1木聚糖酶用■对竹浆粕白度及黠度的影响
随着酶用量的增加，木聚糖酶处理后的竹浆粕以及一漂浆粕的白度逐渐升高，酶质量分数为
0．04％时，白度分别增加了2．5％和3．1％。因为木质素是主要的发色基团，这表明增加木聚糖酶用量也有利于木质素的脱除，其原因可能是木聚糖酶有选择性地水解部分木聚糖，破坏了木素一碳水化合物复合体(LcC)的结构，同时带动了少量木质素溶出，导致酶处理后浆粕白度的提高。同时有选择性地水解部分木聚糖，使得竹浆粕有更多孔即有更好的渗透性，从而有利于一漂阶段木质素的去除。当酶质量分数超过0．04％后浆粕的白度没有明显的改变。随着酶质量分数的增加，一漂后浆粕黏度变化不大，只有达到0．04％后黏度才略有下降。这主要是因为酶处素的氧化降解也增加。因而酶质量分数为0．04％时能达到最佳的预处理效果。理后，浆粕的渗透能力增强，过氧化氢对纤维素的氧化降解也增加。因而酶质量分数为0．04％时能达到最佳的预处理效果。
随着丙酮与过硫酸氢钾质量比的增加，竹浆粕终漂后的黏度一直保持增加，以质量比3：4为临界点，之前和之后增加的原因不一样。当其质量比小于3：4，黏度的增加是由于过硫酸氢钾对木质素和纤维素没有选择性，而随着丙酮含量的增加，生成的DMD会优先作用于木质素，降低了对纤维素的损伤。在此之后，由于过硫酸氢钾含量的降低，生成DMD的量减少，其对纤维素的氧化降解也减弱。此外由表2可知，DMD处理的竹浆粕终漂后的白度相比未经DMD处理的终漂后的白度增加值要大于相应DMD处理后竹浆粕的白度增加值。这表明H20：漂白前使用DMD预处理，可以活化木质素结构，提高H2 02的脱木质素能力
