CN104594114A

CN104594114A - 一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法

Info

Publication number: CN104594114A
Application number: CN201510020915.3A
Authority: CN
Inventors: 王强; 刘姗姗; 杨桂花; 陈嘉川; 吉兴香; 倪永浩
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2015-05-06

Abstract

本发明公开了一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法，其特征在于：采用以下工艺：(1)通过带正电荷的阳离子聚合物处理溶解浆，可以逆转溶解浆纤维表面的电学性质；(2)在纤维素酶处理过程中，通过静电吸附提高纤维素酶在纤维表面的吸附量；(3)在纤维素酶的适宜反应条件下进行反应；(4)将处理后的溶解浆进行过滤、洗涤，得到产品。本发明是在纤维素酶处理溶解浆的过程中加入阳离子聚合物，通过“补丁”和“桥连”机理使纤维絮聚并使其表面呈正电性，可以提高具有负电特性的纤维素酶在纤维表面的吸附量，从而提高纤维素酶的处理效率，进一步降低溶解浆粘度。

Description

一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法

技术领域

本发明属于制浆造纸技术领域，特别涉及一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法。

背景技术

溶解浆是一种精制化学浆，具有α-纤维素含量高，反应性能好，白度高，聚戊糖含量低、灰分低以及尘埃度低等特点，可以作为粘胶纤维、醋酸纤维、香烟过滤嘴、羧甲基纤维素和硝化纤维等的原材料。其中粘胶纤维以其品种齐全、特性优良等特点受到应用产业和广大消费者的青睐，应用范围已从传统产业扩展到服装、装饰、医疗卫生等各个领域。

粘胶纤维生产过程包括纤维素碱化处理、预老化处理、黄原酸酯化处理和再生纤维素四个步骤。溶解浆的粘度会显著影响粘胶纤维素的生产过程，例如高粘度的溶解浆需要延长预老化时间，增加黄原酸酯化处理中的二硫化碳溶剂的用量，而二硫化碳排放严重影响环境。因此有必要采用环境友好型技术降低溶解浆的粘度，从而简化粘胶纤维生产，降低有毒化学品的使用量。纤维素酶处理技术是可以有效的降低溶解浆粘度，具有环境友好、与生产流程兼容性好、处理条件温和、投资低等特点。纤维素酶处理主要攻击纤维素无定形区，而对结晶区影响较小。

强化纤维素酶处理效率是该技术的研究热点。因为纤维素的结构重复单元(葡萄糖单元)的碳-2,3,6位存在游离羟基，因此纤维素表面呈负电性，而纤维素酶在酶处理条件下也呈负电性，因此纤维素酶与纤维素之间的静电斥力降低了纤维素酶在纤维素表面的吸附量。本发明从电荷中和的角度出发，通过聚丙烯酰胺的“补丁”和“桥连”机理，赋予纤维素部分正电性，提高纤维素酶的吸附量，进而强化纤维素酶的处理效率。

发明内容

为了进一步提高纤维素酶处理溶解浆调控其粘度的效率，简化粘胶纤维生产流程，降低有毒化学品用量，本发明提供了一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法，包括如下步骤：

1)用阳离子聚合物和纤维素酶共同处理溶解浆，

2)将步骤1)得到的溶解浆过滤、洗涤、干燥，即得。

优选的是，步骤1)中，所述处理的条件为：阳离子聚合物用量为5-10mg/g绝干浆，酶用量为1mg/g绝干浆，温度50-55℃，pH值4.8，浆浓3％，时间24h。

绝干浆：不含任何水分的浆料，是制浆造纸工业物料计算的基准之一,本发明中指代溶解浆的绝干质量。其中，“阳离子聚合物用量5-10mg/g绝干浆”是指阳离子聚合物用量与溶解浆的绝干质量之比为5-10：1000。

浆浓：一定质量浆水混合体系中所含绝干浆料的百分比。

优选的是，所述的纤维素酶为内切葡聚糖酶。

优选的是，所述的阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵或聚合氯化铝。

上述的方法制备的溶解浆，其特性粘度为491.4-435.9mL/g，所用于处理的溶解浆的初始粘度为566.5mL/g。

上述的溶解浆在制备粘胶纤维中的应用。

本发明的有益效果：

本发明提供一种强化纤维素酶处理效率调控溶解浆粘度的方法，通过采用表面带正电荷的阳离子聚合物的“补丁”和“桥连”机理，逆转具有负电性的纤维至正电性，根据静电吸附原理，可以提高具有负电特性的纤维素酶的吸附量，提高纤维素酶的反应速率，强化对纤维的处理效果，进一步降低溶解浆的粘度。本发明所使用的阳离子聚丙烯酰胺为制浆造纸行业常规的助留助滤剂，聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚合氯化铝是污水处理过程中常用的絮凝剂，以上聚合物均需配制成溶液后使用。

具体实施方式：

下面结合实施例和对比例对本发明作进一步说明。

实施例1：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和内切葡聚糖酶共同对溶解浆进行处理，处理条件为：CPAM用量8mg/g绝干浆，内切葡聚糖酶用量1mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

按照Tappi T 230om-94方法测试上述实施例中所得产品溶解浆的特性粘度，结果见表1。所述内切葡聚糖酶的酶活为35000u/mL，购自诺维信公司，名称为FiberCare D，酶活测定采用羧甲基纤维素(还原糖)酶活力(CMCA-DNS)测定方法，(编号QB 2583-2003)。

对比例1：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用内切葡聚糖酶对溶解浆进行处理，处理条件为：内切葡聚糖酶用量1mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

按照Tappi T 230om-94方法测试上述实施例中所得产品溶解浆的特性粘度，结果见表1。

实施例2：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和内切葡聚糖酶共同对溶解浆进行处理，处理条件为：CPAM用量8mg/g绝干浆，内切葡聚糖酶用量1.5mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

对比例2：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用内切葡聚糖酶对溶解浆进行处理，处理条件为：内切葡聚糖酶用量2mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

实施例3：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用聚二烯丙基二甲基氯化铵(P-DADMAC)和内切葡聚糖酶共同对溶解浆进行处理，处理条件为：P-DADMAC用量7.5mg/g绝干浆，内切葡聚糖酶用量1mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

对比例3：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

实施例4：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(1)用聚合氯化铝(PAC)和内切葡聚糖酶共同对溶解浆进行处理，处理条件为：PAC用量7mg/g绝干浆，内切葡聚糖酶用量1mg/g绝干浆，浆料浓度3％，温度55℃，pH值4.8，时间24h；

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

对比例4：

采用以下步骤实施降低溶解浆的粘度：

(2)将处理后的浆料过滤、洗涤、干燥。

表1 处理后浆料的特性粘度

样品	浆料特性粘度(mL/g)
		实施例1	462.4
对比例1	510.0
		实施例2	447.1
对比例2	470.3
		实施例3	472.4
对比例3	510.0
		实施例4	435.9
对比例4	510.0

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种强化纤维素酶处理调控溶解浆粘度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)用阳离子聚合物和纤维素酶共同处理溶解浆，

2)将步骤1)得到的溶解浆过滤、洗涤、干燥，即得。

2.根据权利要求1上述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述处理的条件为：阳离子聚合物用量为5-10mg/g绝干浆，酶用量为1mg/g绝干浆，温度50-55℃，pH值4.8，浆浓3％，时间24h。

3.根据权利要求1上述的方法，其特征在于，所述的阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵或聚合氯化铝。

4.根据权利要求1上述的方法，其特征在于，所述的纤维素酶为内切葡聚糖酶。

5.权利要求1-4所述的方法制备的溶解浆，其特征在于，所述溶解浆的特性粘度为491.4-435.9mL/g。

6.权利要求1所述的溶解浆在制备粘胶纤维中的应用。