纖維素纖維

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纖維素纖維范文第1篇

關鍵詞：纖維素根焊；未熔缺陷；控制

一、前言

焊接中纖維素根焊是一種較為常用的焊接方法。相比其它種類的焊接方法，纖維素根焊顯得更加的高效而且能夠方便使用。纖維素根焊是利用電弧電壓輸出，使纖維素焊條以顆粒狀方式噴射并且由此而對鋼管濟寧焊接的技術。相比于傳統低氫焊條的使用，纖維素焊接方式的電流需求更加穩定，焊接的質量更高。在進行纖維素焊接前，要進行接頭坡口的準備、預熱、以及焊接工藝參數的設定，在進行纖維素根焊的過程中，需要就焊條的角度、焊接電流以及焊接的熔孔等參數進行合理的設置，這樣才能夠得到比較良好的焊接效果。但是因為大口徑的焊管的焊接空間受限、溫度的梯度變化大等特點，所以在焊接的過程中會產生未熔合、未焊透以及咬邊等焊接缺陷，纖維素根焊是常用的返修焊接，在返修焊接中，要對纖維素根焊的焊接質量進行有效的控制。

二、纖維素根焊未熔缺陷控制

纖維素根焊工藝參數設定不準確，會造成內咬、未焊透以及未熔等焊接缺陷。因為在焊管的管道返修焊接中，只允許焊接一次，所以必須要對纖維素焊接的質量進行良好的控制。纖維素焊接的未熔焊接缺陷可以通過觀察來發現，在根焊的過程中，能夠對這種缺陷進行有效的控制。

（一）產生纖維素根焊未熔缺陷的因素

1.焊接參數選擇不當

（1）預熱溫度不夠。在纖維素根焊中，必須對焊管進行預熱，如果因為約人的溫度達不到要求，則在焊接的過程中會導致焊管與焊接的溫差大。這樣焊接線在坡口的停留時間不夠，焊條沒有完全融合，從而導致未熔缺陷。（2）電弧電壓過大。在纖維素焊接的過程中，電弧電壓的大小會對焊接的效果產生明顯的影響。如果電弧電壓過大，會導致焊條的弧線太長，從而產生熔合不完全的情況發生。（3）電弧推力過大。纖維素焊條是有多種物質組成的，在纖維素焊接的過程中，要保持電弧電壓穩定，這樣電弧推力才能夠滿足焊接的要求。但是在焊接的過程中，如果操作不當導致電弧的推力過大，則會使焊條以不完全熔合的狀態滴在焊管的表面，導致未熔缺陷的產生。（4）焊接的速度過快。在纖維素焊接的過程中，因為焊條熔化的速度較快，所以焊接速度一定要保持較快的速度。這種較快的速度是纖維素焊接廣泛使用的原因洗衣，但是如果焊接的速度與纖維素熔化的速度不相匹配，則會導致焊接缺陷。未熔焊接缺陷是由于焊接的速度超過纖維素熔化的速度而產生的缺陷。

2.焊工操作技能

在纖維素焊接的過程中，焊工的操作技能水平會對焊接質量產生明顯的影響。在焊接的過程中，焊工缺乏經驗造成導致焊條不垂直、熔渣的情況使焊工不能準確判斷焊接的效果、坡口處理不當以及電壓等參數的調節不當，都會造成未熔焊接缺陷[3]。

（二）纖維素根焊未熔缺陷的處理

因為纖維素焊縫未熔缺陷，會導致焊縫形成尖角效應，從而會形成該焊縫區域的應力集中。在根焊為熔合的區域，由于歪理作用會產生應力腐蝕的現象，從而導致管道發生泄漏的問題。因此在焊接的過程中必須對根焊未熔合的問題進行處理。

1.坡口處理

在進行根焊操作前，必須對根焊的坡口進行有效的處理，防止皮口的毛刺等不平滑的現象導致根焊缺憾。坡口的磨口要進行處理以保證平滑，而且坡口的角度等參數要與根焊的要求相互匹配。

2.焊接工藝

在根焊的操作過程中，要保證以下的操作步驟到位，（1）預熱；（2）電弧推力；（3）焊接電壓；（4）熔合判斷。在進行根焊操作的過程中，需要設定良好的操作參數，以保證根焊操作的焊縫符合要求。同時在操作的過程中，需要對焊工的工藝水平進行培訓以及有效檢測，從而保證焊工根焊操作正確，防止違規操作產生的未熔缺陷。在焊工的操作中，包保持合理的焊接速率、焊條的角度放置、焊接的手法等操作細節一定要符合操作規范，從而防止根焊未熔缺陷的產生。

三、實例分析

在某工程焊接的過程中，產生了約有30%的根焊缺陷。在對焊接效果進行評價的過程中，外觀以及RT檢測均無缺陷，但是在進行刻槽錘斷的時候，發現根焊出現開裂。焊縫中心的裂口處，斷面沒有明顯的缺陷，但是斷裂面的一側發生了氧化反應而變黑，這是由于在根焊施工的過程中形成的根焊未熔的缺陷，相對來說較難判斷，但是因為未熔缺陷，導致了該區域應力集中、斷裂面易氧化。根部未熔缺陷在根焊缺陷中存在率較高，因此在根焊的過程中要采用合適的根焊方法對根焊未熔缺陷進行控制。

（一）焊前準備

在進行根焊的過程中，需要選擇合適的根焊焊條進行焊接施工。采用直徑較小的焊條，產生的焊滴較為均勻，而且能夠有效的避免由于焊滴不能填滿根部造成的未熔缺陷。而且需要采用有效的方法對焊條進行保存管理，施工前保溫2 小時。在進行焊接施工的過程前，需要對自然情況進行了解，最好選擇空氣濕度與風速均滿足焊接的要求；而且選擇在9：00到15：00這段時間內進行施工，焊縫不會受到日光的影響而產生拉伸，避免由于焊縫本身造成的根部未熔缺陷。焊接前需要進行有效的預熱，在進行焊接的區域內120mm處進行預熱，防止因為溫度不均勻而產生的根焊未熔缺陷。當外界的溫度比較低的時候，需要持續進行加熱。焊接前需要對坡口進行有效的處理，保證坡口的平滑減小，使坡口根部的尖細寬度與焊條的直徑相匹配，從而保證根焊的質量，防止坡口不均勻、間隙過大而產生的未熔缺陷。

（二）焊接工藝

根焊焊接的過程中，要保持焊接的操作準確，焊條與焊接相互垂直，而且根焊的焊道在焊縫的中心位置，防止因為咬邊與焊滴不適應而產生未熔缺陷，而且在焊接的過程中要保持熔池，根據熔池來對焊接的工藝參數以及焊接的操作進行調整。根焊完成后需要對焊縫進行及時的檢測，保證焊接的質量，對焊接的缺陷進行及時的處理。而且在清根打磨的過程中，需要采用厚度較大的砂輪片，防止在下一階段的焊接中出現未熔焊接缺陷。在纖素根焊的過程中，采用反復斷弧焊能夠對根焊的焊接進行填充。在焊接完成后，需要對焊層進行保溫措施，以防止焊接的殘余應力的影響。

（三）未熔缺陷控制效果

通過良好的纖維素根焊未熔缺陷的控制，大大減小了該工程段的缺陷率。而且采用纖維素根焊對已有的缺陷進行返修處理，能夠達到94%的返修成功率，為以后的根焊的未熔缺陷控制打下了良好的基礎。

四、結論

纖維素根焊在焊管的焊接中具有豐富的用途，利用纖維素根焊的未熔缺陷控制工藝，可以有效的減小未熔缺憾，保證根焊的質量以及效率。

參考文獻：

纖維素纖維范文第2篇

關鍵詞：靜電紡絲；乙基纖維素；酮洛芬；納米纖維膜；藥物緩釋

中圖分類號：TS102.6；TQ340.64 文獻標志碼：A

Preparation of Ethyl Cellulose-based Drug-loaded Nanofibers Using Electrospinning

Abstract： The ethyl cellulose nanofibers loaded with ketoprofen were prepared by using the technology of electrospinning. Fouruer transformation infrared spectroscopy（FTIR）， scanning electron microscopy（SEM）and X-ray diffraction（XRD）were used for characterizing the ethyl cellulose nanofibers before and after being loaded with ketoprofen. The results of SEM indicated that the prepared nanofibers using hexafluoroisopropanol as solvent has smooth surface and uniform morphology. The diameters of the nanofibers are between 500～600 nm. The results of FTIR indicated that ketoprofen was successfully loaded on the nanofibers. X-ray diffraction showed that the ketoprofen in the nanofibers changed from crystalline structure to amorphous state. The research of drug releasing indicated that the releasing rate of ketoprofen reached 50% in about 7 days， and the nanofibers can be used as a model for sustained release of drug.

Key words： electrospinning； ethyl cellulose； ketoprofen； nanofiber membrane； sustained release of drug

現階段，靜電紡絲技術已被廣泛應用于納米傳感器、過濾材料、組織工程、藥物緩釋等領域。靜電紡納米纖維膜具有超高的比表面積，可促進細胞的粘附和物質的運輸，而且可以模擬細胞外基質，利于細胞的生長。

乙基纖維素（EC）是一種不溶于水的纖維素衍生物，被廣泛應用于藥物制劑中的片劑粘合材料、薄膜包衣材料、骨架緩釋片、緩釋微丸及緩釋微膠囊等中。乙基纖維素溶于無水乙醇等溶劑后有較大的粘度，在紡絲過程中性質穩定，成纖性能好，在傷口敷料和組織工程方面具有許多潛在應用。本試驗中利用乙基纖維素的高可紡性制備納米纖維膜，作為藥物載體材料，達到藥物緩釋的效果。

酮洛芬（KET）是具有苯丙酸結構的非甾體類抗炎藥物，在臨床上廣泛用于治療各種類風濕關節炎、強直性脊柱炎、牙痛、術后疼痛等。但長期服用酮洛芬對腸胃刺激較大，會引起潰瘍、出血等不良反應。因此，將其與靜電紡絲法結合，利用納米纖維膜的緩釋，可減少藥物毒副作用。

1 試驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試劑

乙基纖維素，阿拉丁試劑生產；酮洛芬（MW=254.29，98%），北京百靈威科技有限公司生產；六氟異丙醇（MW=168.04，99.5%），阿拉丁試劑生產；無水乙醇（MW=46.08，≥99.7%），江蘇省常熟市楊園化工有限公司生產。試驗中所用的水均為蒸餾水。

1.1.2 儀器

掃描電子顯微鏡（SEM）；紫外可見分光光度計（UV）；傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）；X射線衍射儀（XRD）；磁力攪拌器；真空干燥箱；氣浴恒溫振蕩器；靜電紡絲機。

1.2 靜電紡絲液的制備

取 1 g 乙基纖維素加入 5 mL六氟異丙醇（或者無水乙醇）中，在室溫條件下用磁力攪拌器攪拌48 h以上，配成質量分數為20%的均勻溶液。然后在上述紡絲液中加入質量分數10%（相對于乙基纖維素來說）的酮洛芬，再在室溫條件下用磁力攪拌器攪拌48 h以上，制成含有酮洛芬藥物的均勻紡絲液。

1.3 靜電紡絲法制備乙基纖維素載藥纖維

將上述紡絲液小心裝入 5 mL的注射器中，注射針頭連接高壓發生器的正極，鋁箔接收裝置連接負極，用于接收靜電紡納米纖維膜。針頭到鋁箔接收屏之間的距離為 15 cm，溶液在噴絲口處的流速為 0.3 mL/h，所施加的電壓為13 kV，室溫下操作。在高壓電場作用下，紡絲液噴射最終形成纖維沉積在接收屏上，形成纖維膜，紡絲時間大約為 8 h。將纖維膜置于真空干燥箱中干燥過夜，以除去殘留的溶劑。

1.4 載藥納米纖維表征

取載藥前后的納米纖維膜至于掃描電鏡下觀察其形貌，同時利用傅里葉紅外光譜儀和X射線衍射儀進行紅外光譜測試和結晶度分析。

1.5 載藥纖維體外釋藥研究

將 4 份重量均為100 mg的乙基纖維素纖維分別浸入20 mL的pH值為 7 的PBS緩沖液中，置于恒溫搖床中，參數設置為：溫度37 ℃，速度100次/min，每隔一定時間取出 1 mL釋放介質，同時補入相同體積的PBS緩沖液，采用紫外可見分光光度計測定釋放介質在254 nm下的吸光度，并且利用藥物標準曲線計算藥物累計釋放量。

2 結果與討論

2.1 納米纖維膜的掃描電鏡及直徑分析

圖 1 為使用不同溶劑的情況下納米纖維膜的掃描電鏡照片。從圖 1 中可以看出，用無水乙醇做溶劑紡出的納米纖維膜，纖維直徑粗細不勻較大，并且偶爾有串珠和粘連現象；而用六氟異丙醇作為溶劑的靜電紡納米纖維膜的纖維粗細均勻，沒有粘連現象，說明采用六氟異丙醇作為溶劑的乙基纖維素膜具有更好的可紡性。同時，對比載酮洛芬前后的納米纖維膜的形態可以看出，載藥之后的納米纖維的形態較好，纖維直徑相對較小，粘連較少，說明藥物酮洛芬的加入可以改善乙基纖維素的可紡性。

圖 2 用Image J統計了溶劑為六氟異丙醇的兩種納米纖維的直徑分布情況?？梢园l現，乙基纖維素納米纖維平均直徑為549.15 nm，呈現正態分布，其中直徑在500 ～ 600 nm區間的占比較大，標準差為76.11 nm；乙基纖維素/酮洛芬納米纖維的平均直徑為530.62 nm，呈現正態分布，其中直徑在500 ～ 550 nm區間的占比較大，標準差為73.31 nm，這與乙基纖維素納米纖維的平均直徑相比大約減少了20 nm，與前面所做的掃描電鏡分析結果一致。說明了酮洛芬已成功負載在乙基纖維素納米纖維上且粗細較均勻。

2.2 納米纖維膜的紅外光譜分析

圖 3 為乙基纖維素納米膜、乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜以及酮洛芬納米纖維的FTIR圖譜。3 474.19 cm-1處為乙基纖維素的羥基峰，1 107.44 cm-1處的峰是由乙基纖維素分子內醚鍵的伸縮振動產生的。在乙基纖維素納米膜、乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜的紅外圖譜中都可以看到這兩個特征峰的存在。在酮洛芬的紅外光譜圖中，1 695.63cm-1和1 655.13 cm-1處為酮洛芬上的碳氧雙鍵的伸縮振動峰，在乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜上出現相同的特征峰，表明酮洛芬成功負載于乙基纖維素納米纖維膜上。

2.3 XRD分析

測得的X-衍射圖譜如圖 4 所示，從圖 4 可見乙基纖維素纖維在2θ為44.3°處有一個高的衍射峰，在15.9°處有一個較低的衍射峰，而酮洛芬在載入納米纖維前，在2θ為15°、18.3°、22.8°等處均有衍射峰值，而在載入納米膜之后特征峰消失，說明酮洛芬在納米纖維中呈無定形狀態。

2.4 體外藥物緩釋性能

圖 5 為乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜中酮洛芬藥物的體外累積釋放率曲線圖。由圖 5 可知，酮洛芬的釋放速率相對較慢，總的藥物釋放量較小，7 天左右達到一個最大釋放量，為50%左右。這是因為乙基纖維素是一種疏水材料，在緩沖液中的溶解度很小，所以負載在納米纖維膜中的藥物很難被快速釋放出來，但這也正好達到了藥物緩慢釋放的效果，延長了用藥時間。因此，本文所述的乙基纖維素納米纖維膜可以用作緩慢釋藥的載體模型，用于不同疾病的治療。

3 結論

本文以乙基纖維素為原料，酮洛芬為藥物模型，利用靜電紡絲計算制備了乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜，利用SEM和FTIR驗證了納米纖維膜中藥物酮洛芬的存在，說明乙基纖維素載藥纖維制備成功。XRD表征了結晶度變化情況，同時，還對其藥物體外緩釋性能進行了考察。試驗結果表明：采用靜電紡絲制備的乙基纖維素/酮洛芬納米纖維膜，表面光滑無粘連，直徑在500 ～ 600 nm之間，藥物在其中由結晶狀態變成了無定形狀態。釋藥研究結果表明在 7 天左右的釋藥率達到50%左右，可以用作藥物緩釋材料模型。

參考文獻

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纖維素纖維范文第3篇

本文作者結合實際工作經驗，論述再生纖維素纖維與棉混紡產品采用甲酸/氯化鋅法進行定量分析時的主要影響因素，并總結出一套嚴謹的操作步驟，可提高檢測的準確性。

關鍵字：再生纖維素纖維;棉;定量;甲酸/氯化鋅;影響因素

目前對于再生纖維素纖維與棉混紡產品的定量分析方法，國內主要依據GB/T 2910.6―2009《紡織品 定量化學分析 第6部分：粘膠纖維、某些銅氨纖維、莫代爾纖維或萊賽爾纖維與棉的混合物（甲酸/氯化鋅法）》進行測試[1]。該方法中所采用的處理溫度有兩種選擇，一種為40℃處理2h，一種為70℃處理20min。由于有些高濕模量纖維在40℃下溶解不充分，且耗時長，因此日常檢驗中以選擇70℃處理居多。因在70℃溫度下，溶劑對棉的影響較大，其修正系數為1.03，因此如在試驗過程中影響因素控制不好其結果就會出現較大偏差。

本文筆者結合多年的纖維含量的工作經驗，現將70℃溫度下，甲酸/氯化鋅法對再生纖維素纖維與棉混紡產品定量分析影響因素歸納如下。

1 樣品的預處理

在GB/T2910.6―2009標準的甲酸/氯化鋅法中明確規定，當混合物中的粘膠纖維、銅氨纖維、萊賽爾纖維或莫代爾纖維中存在活性染料，致使這些纖維不能完全溶解時，不適用本標準。對于深色織物，一般要進行剝色處理才能獲得更準確的混紡比例。如劉艷[2]探討了利用聯二亞硫酸鈉對混紡產品進行剝色，取得較好的結果。

2 樣品制備

在GB/T 2910.1―2009中給出了樣品的制備方法[3]。但在實際工作中，有些樣品不必完全按照標準要求制備，經驗證明對于較薄的普通織物為了節約檢測時間，可將試樣剪成細條狀，樣品較易被充分浸濕，即可得到準確的定量結果。但對于密度較大且較為厚重的織物必須嚴格按標準要求拆成紗線后進行樣品處理。

3 溶液的配制

標準中溶液的配制方法為20g無水氯化鋅（質量分數>98%）和68g無水甲酸加水至100g。但通過與部分生產廠家自檢實驗室的接觸發現，有些試驗人員常常以20g無水氯化鋅和68mL無水甲酸，用水定容至100mL，忽略標準中的配制方案是以質量計算的，而非體積。由于纖維素纖維在不同濃度的氯化鋅[4]和甲酸溶液中的溶解度不同，按上述體積配制方案將降低氯化鋅濃度導致再生纖維素不能徹底溶解。由于甲酸對人體有危害， 很多實驗室并不具備可在通風櫥中稱量的條件，因此為了便于操作，將甲酸用量以體積計算較為方便。筆者日常試驗采用的配方為：稱取20g無水氯化鋅（天津市科密歐化學試劑有限公司，分析純），加入60mL98%甲酸（國藥集團化學試劑有限公司），再加入10mL的水即配制成100g甲酸/氯化鋅溶液。如試樣中有銅氨纖維、莫代爾纖維或萊賽爾纖維存在時，則應預先試驗是否溶于試劑。

4 溫度

溫度的控制在甲酸/氯化鋅法對棉和再生纖維素纖維進行定量過程中十分重要。在樣品溶解過程中溫度過高過低都會對定量結果產生影響，如果溫度過高會加大溶液對棉的損傷，導致棉定量偏低;溫度過低常常出現再生纖維素纖維溶解不充分，棉定量偏高。另外，在樣品溶解后剩余殘留物的沖洗過程中也要做好溫度控制，如在沖洗過程中溫度降低，已溶解的組分會重新形成糊狀物，造成沖洗困難。經過大量的實踐檢驗，筆者認為下述方法可較好的控制沖洗溫度，取得較為滿意的定量結果。

（1）在試驗開始前首先將甲酸/氯化鋅溶液預熱到70℃，并預熱好充足試驗中沖洗所用的熱水。

（2）將抽濾裝置至于水浴鍋旁邊，這樣保證殘留物轉移到坩堝的速度較快。用70℃甲酸/氯化鋅溶液將殘留物轉移到坩堝中，用同溫度的甲酸/氯化鋅溶液進行沖洗時不要將坩堝中的溶液抽濾完全，使坩堝保持較高的溫度。

（3）立即用70℃的水沖洗坩堝中殘留物。如果在此過程中發現坩堝中的溶液很難抽濾，則表明坩堝中殘留物已因溫度較低而聚結。此時停止試驗，重復步驟（2）即可解決此類問題。

在整個沖洗過程中，在用稀氨水中和前，保持溶液沖洗溫度極為重要。沖洗完成后，可見廢液瓶中有白色絮狀物，則表明試樣中的再生纖維素纖維已被順利溶解。

5 處理時間

GB/T 2910.6―2009甲酸/氯化鋅法70℃下處理20min，溶液對棉的修正系數為1.03。選用棉貼襯作為試樣，延長溶液對棉的處理時間至30min，計算其修正系數。

表1 甲酸/氯化鋅法70℃下處理30min棉的修正系數

由表1可見，延長溶液處理時間，棉的修正系數為1.04～1.05之間，大于1.03。因此嚴格控制溶液的處理時間對保證結果的準確性十分重要。

在實際檢測中為了消除時間對檢測結果的影響，平行樣間加入處理溶液時需間隔一段時間，間隔時間的長短取決于工作者在試驗過程中的沖洗所用時間。

6 結論

總之，GB/T 2910.6―2009（甲酸/氯化鋅法）在70℃的下進行定量分析，樣品處理和制備、溶液的配制以及試驗過程中的溫度與時間都會對試驗結果產生影響，且隨著處理溫度的提高和時間的延長，溶液對棉的修正系數越大。以上為筆者在工作中的實踐總結，為準確地進行再生纖維素纖維與棉混紡產品定量分析提供參考。

參考文獻：

[1] GB/T 2910.6―2009 紡織品 定量化學分析 第6部分： 粘膠纖維、某些銅氨纖維、莫代爾纖維或萊賽爾纖維與棉的混合物（甲酸氯化鋅法）[S].

[2] 劉艷.棉再生纖維素纖維混紡產品定量分析方法研究[J].中國纖檢，2010，12（下）：55-57.

[3] GB/T 2910.1―2009 紡織品 定量化學分析 試驗通則[S].

纖維素纖維范文第4篇

纖維素酶是一組復合酶系,通過多種酶的協同作用水解降解纖維素,纖維素酶主要來源于可產纖維素酶的細菌和真菌。其中,由于絲狀真菌纖維素酶產量高于細菌和酵母菌等真菌,被廣泛應用于纖維素酶產業化生產。作為絲狀真菌中的一員,黑曲霉菌高產纖維素酶,且安全、無毒素,在產纖維素酶微生物研究領域,黑曲霉菌是開發、利用最為廣泛的真菌之一。近年來,在高產纖維素酶微生物,發酵產酶工藝,應用領域等方面國內外均開展了相關研究,且取得了一定的進展。

1 纖維素酶的組成與催化機制

纖維素酶是由三種不同酶組成的復合酶系,主要包括內切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶或纖維二塘水解酶、β - 葡萄糖苷酶。三種酶通過協同作用將纖維素降解為寡糖和纖維二塘,并最終水解為葡萄糖。內切葡聚糖酶主要作用于纖維素分子的非結晶區,隨機水解β - 1,4 糖苷鍵并產生大量帶有非還原末端的小分子纖維,此外,也能水解纖維素的某些基團取代產物,如羧甲基纖維素和羥乙基纖維素等。外切葡聚糖酶主要作用于微晶纖維素分子的還原端和非還原端,水解β - 1,4 糖苷鍵,從而裂解下二糖分子。β - 葡萄糖苷酶可將纖維二糖和其他可溶性寡糖水解為葡萄糖。

2 產纖維素酶微生物

產纖維素酶的微生物主要包括細菌、真菌和放線菌。放線菌和細菌纖維素酶產量相對較低,放線菌生長緩慢,相關研究較少,細菌纖維素酶多為內切葡聚糖酶,對結晶纖維素無活性,且分離難度較大,影響其產業化開發。高產纖維素酶的真菌主要包括曲霉菌屬、木霉菌屬、青霉菌屬、鐮孢菌屬和枝頂孢雄屬等。其中,絲狀真菌是纖維素酶產業化開發與利用的首選微生物。曲霉菌屬是絲狀真菌中著名的高產纖維素酶菌屬之一,而作為曲霉菌屬中的一員,黑曲霉菌除高產纖維素酶外,還能合成木聚糖酶、果膠酶、淀粉酶、α - 半乳糖苷酶、β - 葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、甘露聚糖酶、植酸酶、蛋白酶等酶,可促進生物質的高效降解,且安全、無毒素,其研究與產業化開發也較為廣泛。

3 黑曲霉菌產酶工藝與影響因素

由于黑曲霉菌需在低含水量固態發酵底物中生長、傳代,其生產纖維素酶工藝通常采用固體發酵法。固體發酵法的最大優點是可以利用木質纖維素廢棄物作為發酵底物,且固體發酵法提供的生長環境與黑曲霉菌的天然生長環境相似,更有利于其生長、傳代。此外,固體發酵法還具備成本低,工藝簡單,酶產物回收率高,能源需求低,污水排放少等優點。主要缺點是發酵過程中溫度、pH、營養成分含量等工藝條件的控制與監測較為復雜與困難。另外,國外也有學者改良了黑曲霉菌發酵產酶工藝,Cunha 等選用黑曲霉菌為生產菌,甘蔗廢棄物為發酵底物,應用固液連續發酵法生產纖維素酶,研究結果表明,應用固液連續發酵法獲得內切葡聚糖酶和木聚糖酶產量高于傳統的固體發酵法。

黑曲霉菌纖維素酶產量受到多種因素影響,主要包括發酵培養工藝,產酶誘導因子,菌株產酶效率,發酵設備生產效率等均可影響黑曲霉菌的生長狀態,從而影響其酶合成量。其中,發酵培養條件( 如pH、溫度、培養基氮源、碳源、陽離子等) 可通過優化實驗改良。在固體發酵底物中添加不同種類的纖維素和木質素,乳糖等誘導因子,可在一定程度上誘導黑曲霉菌提高纖維素酶產量。

4 產纖維素酶黑曲霉菌應用研究

黑曲霉菌高產纖維素酶,在乙醇等生物燃料開發領域具有一定應用前景。此外,在食品加工,木質纖維素廢棄物降解,動物飼料添加劑等領域也取得了相關研究進展。

4. 1 生物燃料

2010 年我國可收集秸稈資源量約為7 億t,加上工業和林業纖維廢棄物,每年木質纖維素資源總量將超過20 億t。產纖維素黑曲霉菌可將農作物的秸稈、工業和林業纖維廢棄物等木質纖維素原料水解為葡萄糖,用于生產乙醇、有機酸和其他化學制品,從而緩解人們對礦物燃料的依賴。Bjorn 等將甘蔗渣和云杉木水解液作為發酵底物,研究了重組黑曲霉菌D15 菌株的產酶特性,結果表明,重組黑曲霉菌D15 不僅可降解木質纖維素,還可降解和轉化其衍生物,如乙酸、呋喃醛、紫錐菊多酚等,有利于酵母菌乙醇發酵,從而促進以木質纖維素生物質為原料第二代生物乙醇工廠的發展。

4. 2 食品加工

在保健食品、果汁和蔬菜汁加工和茶葉加工等領域,國內外學者報道了相關研究。Dhillon 等選用蘋果醬、稻殼、藜蘆醇、硫酸銅、乳糖等原料配制固體發酵培養基,研究了黑曲霉菌NRRL - 567 纖維素酶粗提液中非特異性殼多糖酶和殼聚糖酶的活性,殼多糖酶和殼聚糖酶活性分別達到了70. 28 U/g 和64. 20 U/g,且保存1 個月后酶活性仍達到92% ~94%。高殼多糖酶和殼聚糖酶活性的黑曲霉菌纖維素酶提取液,可用于生產低分子量殼多糖和殼聚糖低聚體。在保健食品生產方面具有重要的用途。Ajay等從黑曲霉菌DFR - 5 酶液中提純木聚糖酶,并研究了木聚糖酶與果膠酶和纖維素酶混合物對菠蘿汁產量和澄清度的影響。與對照組相比,木聚糖酶試驗組菠蘿汁的生產率和澄清度分別達到了71. 3% 和64. 7%,均高于對照組( 61. 8% 和57. 8%) 。結果表明,黑曲霉菌木聚糖酶提取液可用于提高果汁澄清度,在果汁和蔬菜汁加工領域具有一定的應用前景。另外,在茶葉加工領域,黑曲霉菌是普洱茶發酵過程中的優勢菌,通過合成多種酶類,促進酚類物質、纖維素、果膠、蛋白質等物質的分解,可一定程度上改善茶葉感官特性,縮短加工時間,提高茶葉品質。

4. 3 木質纖維素廢棄物降解

纖維素類城市固體廢棄物作為一類可再生生物質,其資源量巨大,可用于生產纖維素酶,Gautam等選用城市固體廢棄物作為碳源,研究了黑曲霉菌和木霉菌纖維素酶活,固體廢棄物、蛋白胨、酵母提取液為最理想的碳源和氮源,黑曲霉菌和木霉菌培養物中酶的總量比其他真菌高40% ~ 60%。結果表明,纖維素類城市固體廢棄物作為一種碳源,可由黑曲霉菌和木霉菌降解、利用。此外,黑曲霉菌還可降解農作物秸稈、甘蔗渣、椰殼廢棄物等纖維素廢棄物資源,合成纖維素酶,變廢為寶,從而減少資源浪費,降低環境污染。

4. 4 動物飼料添加劑

由于黑曲霉菌安全,無毒素,且高產纖維素酶,在動物飼料添加劑研究與應用領域,已引起國內外學者的關注。Chandra 等分別以牛落花生飼草、麥麩、米糠、鋸屑等木質纖維素作為固體發酵底物,研究了黑曲霉菌濾紙酶活、羧甲基纖維素酶活和葡萄糖苷酶酶活,比較了各種底物發酵前后蛋白含量。其中,黑曲霉菌發酵落花生飼草和麥麩底物后濾紙酶活、羧甲基纖維素酶活、β - 葡萄糖苷酶酶均顯著高于其他實驗組。此外,發酵后的牛落花生飼草蛋白含量有所提高。結果表明,黑曲霉菌可發酵牛落花生飼草、麥麩等木質纖維素合成纖維素酶,且提高了牛落花生飼草營養價值。張福元等研究了黑曲霉發酵玉米秸稈產纖維素酶及降解基質的營養條件,優化營養條件后可使黑曲霉菌株產CMCase、FPase 酶活性達到最高。此外,經黑曲霉菌發酵后,玉米秸稈粗蛋白含量提高了1. 2 倍,粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別下降了34%、19%、23%。結果表明,黑曲霉菌可發酵玉米秸稈合成纖維素酶,且提高了玉米秸稈營養價值,為玉米秸稈青貯、黃貯發酵飼料的產業化開

發和應用提供了科學依據。 5 小結

纖維素纖維范文第5篇

纖維素復合材料有很多種，按照組成成分區分，可分為纖維素/合成高分子復合材料、纖維素/導電聚合物復合材料等；按照功能區分，可分為力學材料、光學材料、電學材料?，F簡要介紹有特點的功能性纖維素復合材料。

1.1具有光電活性的纖維素復合材料通過相關學者的研究發現，如果將氫氧化鈉/尿素水溶液作為溶劑制備纖維素或染料復合膜，那么，這種材料會顯示出較強的發光性能或熒光性能。其中，復合膜還有較強的透明性，透光率能夠達到90%.試驗發現，復合膜的力學性能很高，拉伸強度能夠達到138MPa。如果將天然纖維素浸泡在發光溶劑中進行離心干燥，經過一段時間后，能夠得到光致發光紙。這種材料不僅展現了發光劑的吸附能力，還提供了復合紙的發光性能。因此，這些纖維素發光材料可以用于發光二極管和包裝等領域。

1.2纖維素/碳納米管復合材料從纖維素先進功能材料的研究、分析中發現，碳納米管具有非常優秀的力學性能和電性能，受到人們的高度重視，并被廣泛應用于電子器件中。隨著科技的不斷發展，這種材料在生物傳感和復合材料中占有重要位置。

2化學法制備纖維素功能材料

因為天然纖維素很難溶解，所以，不適用于工業生產中。它作為一種天然高分子，在性能上也有一定的不足，例如，這種纖維素耐化學腐蝕性很差、強度較低、穩定性不高。所以，相關人員可以通過化學方法改善天然纖維素的缺陷，強化其溶解性和強度，并賦予它新的性能，不斷拓展纖維素的應用領域。因為纖維素分子鏈上有很多羥基，所以，可以利用這種方法制備出各種各樣的纖維素衍生物。近幾年，纖維素衍生物材料被廣泛應用于日用化工、涂料和食品等領域。其中，纖維素的制備方法主要有均相法和非均相法。因為纖維素很難溶解，所以，在工業生產中，都是利用非均相法制備纖維素衍生物。但是，在這個過程中，纖維素衍生物存在結構不統一和不可控的缺點，同時，還會產生大量的副產物，所以，纖維素衍生物的種類較少。相關人員嘗試利用纖維素在不同溶液中的反應生產纖維素衍生物。

2.1纖維素酯纖維素酯是纖維素與強酸或羧酸衍生物，通過酯化反應得到的一種纖維素衍生物。這種衍生物的種類較多，并有較高的附加值，能夠在生物、材料、食品中廣泛應用。利用這種方式，相關人員可以合成一些具有新功能性的纖維素酯。相關人員通過酯化反應將卟啉分子連接在纖維素上，得到了光電轉換材料，卟啉分子還給予了纖維素材料全新的抗菌性能。所以，通過酯化反應，能夠在乙基纖維素上連接三苯基胺，然后得到溶致變色的纖維素衍生物，并顯現出藍-綠熒光。這種衍生物在溶液中的量子效率為65%，所以，它還被應用在光電器件領域。

2.2纖維素醚從傳統意義上講，纖維素醚類的種類很多，并有很多性能。這種物質被廣泛應用于石油開采中，還有食品、紡織和日用化學品等方面，所以，相關人員可以引進新的基因功能，以得到新型的功能性纖維素醚。一些學者合成了纖維素咔唑醚，它能夠用于存儲信息，并在OLED的空穴中傳輸材料；還有一些學者利用醚化反應，在纖維素上連接聯苯液晶分子，從而得到對紫外光吸收能力較強的纖維素材料。近年來，相關人員發現了一些新型、高效的纖維素溶劑，為纖維素的再生產提供了新介質。在纖維素溶液中進行衍生化反應，能夠得到結構統一、可調控的功能性纖維素衍生物，例如纖維素酯、纖維素醚等。這些分子或衍生物的反應快速、高效、容易分離，為相關行業的研究奠定了良好的基礎。

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