一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法，该方法包括按复合纤维素酶用量3～6 FPU/g、内切葡聚糖酶3～6和外切葡聚糖酶15～25 MCCU/g，选用其中的一种将其加入氧化过的麦秆纤维进行预处理；选取上述经过酶预处理后得率在70～80%的纤维，配制成浓度为0.8～1.0%的纤维悬浮液，搅拌分散，随后将纤维悬浮液经过压力驱动均质处理5～40次，控制压力70～90MPa，制备出麦秆纤维素微纤丝。采用本发明专利技术，通过对麦秆纤维进行酶预处理以及压力驱动均质处理的方法获得亲水性、力学性能和透明性较为优异的微纤丝，为缓解纤维素资源压力提供了新的思路，具有十分重要的研究意义和远大的前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法，属于新型纳米生物质材料
，具体是涉及一种采用酶预处理结合压力驱动均质法制备纤维素微纤丝（CMF），用于光学薄膜，制浆造纸等制备。

技术介绍

[0002]近些年，世界资源能源危机日益严重，充分挖掘植物纤维的可利用性和潜在的应用价值成为国内外科研人员的一项重要研究方向。而植物纤维素是地球上储量大，可再生，可降解的绿色大分子材料，其应用广泛程度不可忽视，制浆造纸，高性能增强复合材料和一系列化工领域都与其息息相关。
[0003]纤维素微纤丝（CMF）是一种以植物纤维为原料，通过对纤维进行反复均质化处理后解离出来的一种具有纳米尺寸的新型产品，因其具有极为丰富的资源优势和可生物降解性，使其应用价值和市场价值很高，与传统纤维素相比，直径到达纳米级的微纤丝将会具有许多更优越的性能，其亲水性、力学性能和透明性等都会有极大的提高，不仅可以代替某些传统化工产品，而且还可以与其它聚合物（如淀粉、聚乙烯和聚氨酯等）构成复合材料，能够打破原有被限制的纤维资源危机，产生极大的经济价值。目前研究表明，应用前景变得更加广阔。
[0004]随着新技术的发展，许多研究者开始探讨如何利用新技术将农作物秸秆中的化学组分提纯、转化和合成高价值的精细化工原料。然而，农作物秸秆作为天然纤维素具有一些性质上的缺陷，如力学性较差、透光性低和耐腐蚀性差等，这就制约了它的应用范围。因此，如果将秸秆中的纤维素分离成微纤丝能够实现生物质资源的高效利用，提高收益。
[0005]目前，纤维素微纤丝（CMF）的制备主要有四种方法，一是采用强酸处理原料，这种方法不环保；二是通过超声波裂解，虽环保但得率低；三是前两者结合，先进行酸处理，再进行超声波制备；四是采用纤维素酶或遗传改性酶分离纤维素微纤丝。
[0006]在专利申请号为201710108015.3的专利申请文件中，公开了一种利用机械振动波能解离天然植物纤维的处理工艺，包括：将脱胶后的原料置于清水中浸泡，得到浸泡原料；将浸泡原料脱水处理，得到预处理物料；将预处理物料和辅助混合液置于50Hz～1000Hz的机械振动波能环境下进行解离，得到解离纤维；将解离纤维依次漂洗、脱水、烘干、包装得到成品纤维。
[0007]在专利申请号为201610855168.X的专利申请文件中公布的《一种酶水解结合超声波处理辅助机械解离制备纤维素微纤丝的方法》技术资料中，先利用纤维素酶对原料纤维进行第一段酶水解预处理，再利用超声波处理使细胞壁外层分离，经过筛分后对长纤维进行第二段酶水解处理，将第二段酶水解后的纤维与筛分得到的细小组分纤维混合得到混合纤维；将混合纤维配成纤维悬浮液进行高压均质处理，分离出固形物，经冷冻干燥得到纤维素微纤丝。
[0008]在专利申请号为201410196785.4的专利申请文件中，提供了一种基于柔性纳米纸
基材料的木质纤维微纤丝解离方法，通过用打浆机将纸浆纤维切断与切短，切短纤维长度控制在500～1000um；将切短的纸浆纤维使用垂直于纤维轴向的锤击力将纤维压溃，直至纤维初生壁与次生壁外层破裂或剥离；然后利用平行于纤维轴向的搓揉剪切力解离微纤丝层，得到初步纳米化的纤维微纤丝；最后将初步纳米化微纤丝用高剪切力均整处理，获得尺寸均一的柔性纳米纤维。
[0009]上述中几种方法都比较适合于树木类纤维制备纤维素微纤丝（CMF），而针对农作物秸秆制备纤维素微纤丝（CMF）研究尚刚起步。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供利用麦秆纤制备具有生物降解性、机械强度和透光性极佳的麦秆纤维素微纤丝的一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法。
[0011]本专利技术采取的技术方案是：一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法，其特征在于它包括两部分：（1）对麦秆酶预处理：按复合纤维素酶用量3～6 FPU/g、内切葡聚糖酶3～6和外切葡聚糖酶15～25 MCCU/g，选用其中的一种将其加入氧化过的麦秆纤维进行预处理；（2）对麦秆压力驱动均质处理：选取上述经过酶预处理后得率在70～80%的纤维，配制成浓度为0.8～1.0%的纤维悬浮液，搅拌分散，随后将纤维悬浮液经过压力驱动均质处理5～40次，控制压力70～90MPa，制备出麦秆纤维素微纤丝。
[0012]采用本专利技术，具有以下如下优点：（1）与其它纤维材料复合制成特种纸，增强其机械性能，改善印刷适应性，提高了产品质量；（2）具有很大的比表面积和极多的游离羟基，可以作为造纸增强剂，添加到浆料中，增加纤维之间的连接，提高纸张的机械强度，而且可以在确保纸张强度的基础上提高填料的用量，减少生产成本；（3）以本专利技术为原料制备的纳米纸，结构致密，阻隔氧气性能好，因而可用作涂料或贴膜，增加食品包装纸优异的阻隔氧气和水蒸气的性能，能够代替铝箔制品，非常环保，因此，在造纸和食品包装行业中具有显著的商业化应用前景；（4）本专利技术表面电荷高，微纤丝间相互排斥，具有优异的悬浮液稳定性，可以应用于涂料工业，提高涂料的流动平稳性，极大地增加了涂料的保水值；也可以应用于高端电子器件、化妆品、生物医药、肥料和食品添加剂等领域，具有十分重要的应用价值。
[0013]综上所述，本专利技术采用简单的工艺方法，通过对麦秆纤维进行酶预处理以及压力驱动均质处理的方法获得亲水性、力学性能和透明性较为优异的微纤丝，为缓解纤维素资源压力提供了新的思路，具有十分重要的研究意义和远大的前景。
附图说明
[0014]图1是实施例一中麦秆纤维经过复合纤维素酶预处理后进行压力驱动均质处理获得的CMF的SEM图。
[0015]图2是实施例二中秆纤维经过内切葡聚糖酶预处理后进行压力驱动均质处理获得的CMF的SEM图。
[0016]图3是实施例三中秆纤维经过外切葡聚糖酶预处理后进行压力驱动均质处理获得的CMF的SEM图。
[0017]图4是对比例中直接将麦秆纤维进行压力驱动均质处理获得的CMF的SEM图。
[0018]图5是面积法计算结晶度（Xc）的公式 。
[0019]图6是衍射强度法计算结晶度指数（CrI）的公式 。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行完整地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]一、实施例一。
[0022]该酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法包括如下两部分：1、对麦秆酶预处理：按复合纤维素酶用量5 FPU/g，将其加入氧化过的麦秆纤维进行预处理。
[0023]2、对麦秆压力驱动均质处理：选取上述经过酶预处理后得率在70%的纤维，配制成浓度为0.8%的纤维悬浮液，搅拌分散，随后将纤维悬浮液经过压力驱动均质处理5次，控制压力90MPa，制备出麦秆纤维素微纤丝。
[0024]二、实施例二。
[0025]该酶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶促麦秆纤维素微纤丝的制备方法，其特征在于它包括两部分：（1）对麦秆酶预处理：按复合纤维素酶用量3～6 FPU/g、内切葡聚糖酶3～6和外切葡聚糖酶15～25 MCCU/g，选用其中的一种将其加入氧化过的麦秆纤维进行预处理；（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张求荣，华飞果，孟育，童树华，徐玉清，杨宗建，郑红余，徐欢，章民，
申请(专利权)人：浙江金昌特种纸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：