木素和聚糖之间的酶催化交联与纤维胞间层的修复-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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木素和聚糖之间的酶催化交联与纤维胞间层的修复

项目名称：木素和聚糖之间的酶催化交联与纤维胞间层的修复
项目类别：面上项目
批准号：30471365
申请代码：C1604
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：谢益民
负责人职称：教授
依托单位：山东轻工业学院
批准年度：2004

中文摘要：

以植物纤维为基体的材料如纸张、纤维板以及纸基复合功能材料等，均很大程度上依赖氢键产生物理强度，但氢键易被水所破坏而造成湿强度降低。传统的方法采用脲醛树脂等助剂与纤维进行交联来提高湿强度，但这类助剂在生产和使用过程中会产生甲醛的污染。本研究试图模拟植物木质化过程，采用木素氧化酶体系催化纤维中的残留木素、工业木素及其木素前驱物的自由基聚合反应，使得已经分离的纤维之间产生苯甲醚键、酯键等木素-聚糖复合体形式的交联以及木素之间的Beta-芳基醚键等共价键的连接，纤维之间形成牢固的化学键的交联，从而在纤维之间产生类似胞间层的木素的沉积物，在一定程度上实现植物纤维细胞的胞间层的修复。从而实现酶催化聚合体系对以植物纤维为基体的可降解"绿色"材料的增强（特别是提高耐湿性能），并且从根本上消除了传统的增强方法带来的甲醛污染问题

中文主题词：木素；多糖；氧化酶；交联；胞间层

英文摘要：

Lignin; Polysaccharide; Oxidas

英文主题词： Lignin; Polysaccharide; Oxidas

结论摘要：

以植物纤维为基体的材料如纸张、纤维板以及纸基复合材料等，均很大程度上依赖氢键产生物理强度，但氢键易被水所破坏而造成湿强度降低。本研究独创性地模拟细胞壁木质化过程进行纤维的交联。首先分析了木素前驱物（松柏醇葡萄糖苷等）在漆酶的催化作用下与在纤维素、木聚糖和果胶等细胞壁多糖之间的共聚反应，发现了DHP-多糖复合物的形成。并分析了木素前驱物与制浆废水中的可溶性木素和LCC之间的聚合反应能力。研究了纤维中的残余木素的反应性能以及纤维整体在漆酶和木素过氧化物酶的作用下与木素前驱物的脱氢聚合反应，发现已经分离的纤维之间可产生了苯甲醚键、酯键和缩醛键等LC键的连接以及木素之间的Beta-芳基醚键等牢固的化学键的连接。在上述基础上，系统性地研究了纸板和纤维板的酶催化增强效果并对工艺进行了优化，在纤维之间产生类似胞间层的木素的沉积物，一定程度上实现了植物纤维的胞间层的修复。处理后的纸板的干强度最大可提高37.5%，而其湿抗张强度提高了2.4倍，经后续热处理，湿抗张强度提高了8.27倍。从而实现酶催化聚合体系对以植物纤维为基体的材料的增强（特别是提高耐湿性能）。

成果综合统计