木质素和聚糖的酶催化交联产物在纤维板中的应用

林产化学与工业 ›› 2011, Vol. 31 ›› Issue (6): 66-72.

木质素和聚糖的酶催化交联产物在纤维板中的应用

王磊¹, 谢益民¹, 肖祎², 杨海涛¹, 王鹏¹

1. 湖北工业大学化学与环境工程学院, 湖北武汉 430068;2. 武汉中学, 湖北武汉 430061

收稿日期:2010-12-06 修回日期:1900-01-01 出版日期:2011-12-30 发布日期:2011-12-30
通讯作者: 谢益民,教授,博士生导师,主要从事植物纤维资源化学方面的研究;E-mail:ppymxie@sdili.edu.cn。

Enzyme-catalyzed Crosslinking of Lignin and Polysaccharides in Fiberboard

WANG Lei¹, XIE Yi-min¹, XIAO Yi², YANG Hai-tao¹, WANG Peng¹

1. School of Chemical and Environmental Engineering,Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China;2. Wuhan Middle School, Wuhan 430061, China

Received:2010-12-06 Revised:1900-01-01 Online:2011-12-30 Published:2011-12-30

摘要/Abstract

摘要： 利用木质素前驱物协同果胶在漆酶体系作用下处理麦草纤维,以湿法工艺制造高强度中密度纤维板。实验结果表明:经处理后,纤维板的 24 h 吸水厚度膨胀率(TS),纤维板的内结合强度(IB),静曲强度(MOR),弹性模量(MOE)分别达到 16.7 %, 0.6 MPa, 25.1 MPa, 2 500 MPa。各项物理性能指标均达到或超过国家中密度纤维板(GB/T 11718-2009)标准。通过SEM和CP/MAS ¹³C NMR 分析可知,在木质素和聚糖(果胶等)之间发生了交联反应,形成了类似胞间层的沉积物,通过苯甲醚、酯键等木质素-聚糖复合体形式的交联以及木质素之间的β-芳基醚键等共价键的连接,从而使纤维之间形成牢固的化学键交联。同时研究还发现,果胶与松柏醇葡萄糖苷很容易生成果胶-DHP复合体,从而进一步提高了纤维板的物理性能,同时降低TS。

关键词: 松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-¹³C], 漆酶, 纤维板, 机械性能, 交联

Abstract: In the present research, coniferin-[α-¹³C]is co-polymerized with fibers of Bio-CMP of wheat straw and pectin catalyzed by laccase. A wet method was used for the formation of high-strength fiberboards. The results indicated that the thickness expansion rate of water absorbing (TS), the internal bond (IB), the modulus of rupture (MOR), and the modulus of elasticity (MOE) reached 16.7 %, 0.6 MPa, 25.1 MPa and 2 500 MPa,respectively. As a result, all mechanical properties of the medium-density fiberboard (MDF) can meet or exceed the standards of GB/T 11718-2009. According to CP/MAS ¹³C NMR, lignin-carbohydrate complexes(LCC) were formed between lignin and polysaccharide. Pectin and xylan in fibers were crosslinked with high through benzyl ether linkages and ester bonds, and β-aryl ether linkages were formed between lignin. Furthermore, pectin and coniferin were easy to form pectin-DHP in the presence of laccase. These complexes and linkages result in a further improvement of mechanical properties of MDF and reduction of TS.

Key words: coniferin-[α-¹³C], laccase, fiberboard, mechanical properties, crosslinking

中图分类号:

TQ351

王磊;谢益民;肖祎;杨海涛;王鹏. 木质素和聚糖的酶催化交联产物在纤维板中的应用[J]. 林产化学与工业, 2011, 31(6): 66-72.

WANG Lei;XIE Yi-min;XIAO Yi;YANG Hai-tao;WANG Peng. Enzyme-catalyzed Crosslinking of Lignin and Polysaccharides in Fiberboard[J]. , 2011, 31(6): 66-72.

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