發(fā)布時間：2022-01-17 14:19

　　植物纖維與樹脂基材料在復(fù)合過程中存在相容性差的問題。為拓寬生物酶在植物纖維增強(qiáng)聚合物方面的應(yīng)用,探討利用木聚糖酶進(jìn)行生物改性對植物纖維產(chǎn)生的影響,以生物酶木聚糖酶為改性劑、聚乳酸（PLA）作為基質(zhì),利用熱壓成型-冷壓脫模工藝制備了改性竹粉/聚乳酸復(fù)合材料。采用單因素試驗(yàn),控制木聚糖酶的濃度,通過傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜（FT-IR）、力學(xué)測試、掃描電子顯微鏡（SEM）、熱重分析（TG或TGA）等分析方法,研究了不同濃度木聚糖酶改性竹粉對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:FT-IR顯示,隨著木聚糖酶濃度變大,半纖維素被逐漸降解,2.67 mg/L質(zhì)量濃度時降解最佳;力學(xué)性能顯示,當(dāng)木聚糖酶的質(zhì)量濃度為2.67 mg/L時,相比未處理組,復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度分別提高15.0%和85.7%,但沖擊強(qiáng)度降低5.2%,優(yōu)于其他濃度;熱重分析顯示,當(dāng)木聚糖酶的質(zhì)量濃度為2.67 mg/L時,纖維最先被降解,熱穩(wěn)定性弱于其他組; SEM結(jié)果顯示,竹粉經(jīng)過木聚糖酶處理后,半纖維素被降解,纖維表面變得粗糙,與PLA結(jié)合強(qiáng)度變大,2.67 mg/L質(zhì)量濃度時是復(fù)合材料性能最佳的水平。 

【文章來源】：林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,5(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同濃度木聚糖酶處理竹粉的紅外譜圖

不同濃度木聚糖酶處理對竹粉/PLA復(fù)合材料的力學(xué)性能影響見圖2。由圖2可以看出，與未處理過的組1相比，經(jīng)過木聚糖酶處理的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度在一定酶濃度范圍內(nèi)均得到提高，超過一定濃度低于未處理的復(fù)合材料，拉伸強(qiáng)度均高于未處理組，而沖擊強(qiáng)度均弱于未處理組，但隨著濃度的增加，出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。主要原因在于:木聚糖酶打開竹粉表面半纖維素中糖苷鍵，產(chǎn)生游離羥基，木聚糖酶中的酯酶在一定程度上可斷開木質(zhì)素同聚糖之間的連接，使得竹粉表面部分木質(zhì)素的脫落，纖維表面變得疏松，極性降低，與聚乳酸的結(jié)合強(qiáng)度提高[16]。復(fù)合材料受到外力時能夠抑制分子鏈滑動，剛性變大，從而增加了復(fù)合材料的拉伸彎曲性能，但柔韌性變差，使得沖擊強(qiáng)度低于未處理的，但過高濃度的木聚糖酶降解了竹粉，力學(xué)性能降低[17]。2.3 SEM分析

未處理與經(jīng)木聚糖酶處理竹粉/PLA復(fù)合材料的斷面微觀形貌見圖3。從圖3a可見，未處理的纖維較為完整，沒有包裹塑料，各組分分布分散;從圖3b、c、d可見，纖維有不同程度的斷裂，這是半纖維素逐漸被溶解，有利于PLA的擴(kuò)散和滲透�？梢悦黠@看出:圖3c經(jīng)2.67 mg/L處理的纖維黏附了均勻的PLA，呈現(xiàn)膠體狀，有利于提高材料力學(xué)性能;圖3d更高濃度的酶腐蝕了纖維，纖維大面積斷裂，與PLA結(jié)合變差。2.4 TGA分析

【參考文獻(xiàn)】：
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