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2北华大学,吉林的木质材料科学与工程重点实验室,中国吉林、公关
3Laboratorio浙江大学材料科学与工程学院,杭州,中国
收到日期:13/05/2019;接受日期:12/06/2019;发表日期:18/06/2019
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木聚糖提取玉米穗轴是一种新型的木材防腐剂,这不仅是对人类和动物无害,但也不污染环境。通过玉米芯木聚糖的提取,与CCA防腐性能测试和比较,结果表明:白腐真菌标本减肥率:2.53%,CCA减肥率4.08%。在本文中,我们通过三角叶杨的不同状态进行测量,研究和分析含水率的主要化学成分,苯-醇提取内容,木质素含量和全纤维素内容,这是防腐剂制定未来的改进提供实验数据,通过不同状态之间的化学成分进行比较找出三角叶杨防腐剂对杨木防腐的效果。防腐的实验表明,benzene-alcohol采掘内容杨木和新鲜的杨木近4.50%和4.51%,而腐朽的杨木benzene-alcohol含量增加到5.70%。木质素含量防腐和新鲜的杨木是亲密:分别为22.10%和22.55%,从24.19%烂棉白杨。整个防腐杨木纤维含量,新鲜的杨木和腐烂的杨木,分别为66.62%、84.55%和64.19%。
防腐剂、木聚糖、萃取率、体重减轻、木聚糖防腐、化学成分。
木聚糖是一种新型的木材防腐剂,人们没有学习很好,和一些研究人员局限于植物的分析组件(1]。目前,碱性和酸性都可以用于提取木聚糖。一般来说,我们使用碱性木聚糖的组成结构研究植物(2]。然而,工业生产中的大量使用碱性腐蚀设备,造成环境污染。所以酸更适合提取木聚糖的工业生产。此外,植物半纤维素的主要成分是木聚糖,干重的-32%和7%的植物也木聚糖。因此,农副产品丰富的木聚糖(如:玉米穗轴35% - -40%,甘蔗蔗渣24% - -30%,棉花种子壳24% - -32%,和桦树24% -32%)可以被看作是生产木聚糖的主要原料。目前,生产的主要原料玉米穗轴和甘蔗蔗渣木聚糖。此外,皮也是首选原材料,外壳包含19% multipentose, multi-pentose的主要成分是木聚糖。对皮的研究仍处于初期阶段,在中国,这样的空间利用率是非常大的3- - - - - -8]。
Zuolong丁认为,白腐真菌菌丝体形成各种降解酶在细胞中,其中最主要的是木质素降解酶,次要是cellulose-degrading酶和半纤维素降解酶降解木质素、半纤维素和纤维素在细胞壁,木腐真菌的营养。白腐真菌能成功地降解细胞壁,其代谢可以利用(9,10]。在整个堕落的过程中,细胞壁的平均聚合度逐渐减少了白腐真菌,和木头溶解度的变化。
对周的研究中,木聚糖在麦秸的支柱是由β-(1→4)木材吡喃糖组,而arabinosyl团体和葡萄糖醛酸组xylosyl作为侧链连接组。一些研究人员认为它有一个支链的聚合度小麦茎的木聚糖和木聚糖大分子终端组的数量。糖基化的数据比例,他们要求阿拉伯糖组的内容是类似于之前的研究,而糖醛基含量较高(11- - - - - -15]。
杨树的木质素含量在一定时间的6种白腐真菌分解(火Phellinus,粗毛盖细菌,三色的皮塔克细菌,冬天意愿多孔菌,局部肿胀计划栓菌属和血红色的密集volvatus)研究了Zhixian吴和他研究了杨树木材白腐真菌对木质素降解机制(16]。测试表明:杨树木质素的分解能力根据木质素的百分比减少,血红的密集volvatus降序排列,部分肿胀计划栓菌属,三色的皮塔克细菌,冬天打算多孔菌,粗毛盖细菌,火木层volvatus;有一个多元回归三个量之间的关系(分解量X1, X2和分解时间Y的6种白腐真菌杨树木质素和全纤维素);冬天将文献是一个木材白腐真菌分解比纤维素木质素(17- - - - - -22]。
材料
玉米穗轴、氢氧化钠、硫酸、3、5 -二硝基水杨酸、苯酚、亚硫酸钠无水,乙醇。HHS-heated水浴、真空干燥机、数字温度控制电集,干净的长椅,722 n可见分光光度计,离心机,LS系列立式压力蒸汽灭菌器、电磁炉,微磨床。
方法
中提取木聚糖的苏打水的使用
取一定量的玉米穗轴添加一定量的水,然后煮4小时在一个电炉。过滤器,过滤残渣。添加乙醇溶液的体积比是1 (95%):3。一个晚上后,离心10分钟(3000 r / min)和冷冻干燥,得到的产品是木聚糖的粗产品。
DNS法测量糖含量
DNS试剂用量的确定和放置时间:使用多组对比实验的方法,添加不同的DNS试剂管包含0.5毫升葡萄糖标准溶液并设置另一个空白实验,放置在100°C水浴加热5分钟冷却,确定样品的吸光度后在不同的时间常数。如何配置一个标准的木聚糖的解决方案:重木聚糖与电子电力(相应的准确性),加热在80°C,直到体重不再变化,和配置木聚糖溶液(1 g / ml) (23]。
准备测试标本和细菌颓废
喂养木头和测试细菌:利用杨树的边材tomentosa,大小的20毫米×20毫米×10毫米。杨树是硬木,因此,利用白腐真菌(栓菌属versieolor)。介质的制备:接种文化,打开清洁长椅紫外线消毒灯30分钟,并关闭杀菌灯,然后点燃酒精灯,把酒精(体积分数为70%)的外墙清洁手和媒介。燃烧酒精灯和接种的接种环河沙锯末的中间媒介。熄灭酒精灯和关闭通风橱。将接种试管在恒温恒湿箱25°C。文化为10天,样品可以放在被感染在培养基表面的瓶子是由菌丝体。
细菌颓废
样品的重量是恒定的;放在蒸汽灭菌,正常压力的情况下,样品的含水率达到40%到60%。冷却后,将样本添加到喂养木头覆盖与菌丝在无菌条件下,三块在每个瓶子。然后把它们放在孵化器感染。删除它们四个星期后,磨损表面的菌丝体和杂质,干燥烘干的,重量。重量损失率颓废实验后应超过25%,否则重新测试。计算每个颓废的重量损失率标本,公式如下:
损失率(%)= (W1- w2)×100 / W1
地点:W1——绝对干重的样品在实验之前,g;
W2——绝对干重的样本实验结束后,g。
的样品进行分析
使用木头,防腐剂和处理不及时治疗,他们必须被放置了一年,和新鲜的小块杨树,切成小片,然后切成火柴棍大小,然后放在磨床磨细,所有通过40孔筛。筛选,风干,通过40网格而不是通过60-mesh存储在jar(1000毫升)和磨砂玻璃塞,去分析。
水分含量测定
重1克样品准确,放在平的瓶子是干净的,干燥的,恒重,放在烤箱和干4小时105±3°C。平称量瓶是搬到一个干燥机,冷却半小时,重。再放入烤箱,干燥1小时,冷却半小时。重复,直到重量是恒定的。
水分含量(X) %,计算如下:
地点:G——扁瓶的重量,G;
G1——扁瓶的重量和样品在干燥之前,g;
G2——扁瓶的重量和样品干燥后,g。
三个同时决定,把算术平均值作为测量结果,精确到小数点后第二位,两个测量的误差不得超过0.2%。
pH值的确定
开放的酸度,预热设备半个小时,然后改正。3 g样本重量(精确到0.01克),放置在一个50毫升断路器,添加30毫升蒸馏水新煮沸,冷却到室温,搅拌5分钟,站了15分钟,然后搅拌5分钟。允许站5分钟,PH值测量,精确到0.02。每个样品平行测定三次,哪个是算术平均值,填写表格。
测定苯-乙醇抽提的内容
重1克,2 g样本准确,裹着一张滤纸,预浸了苯-乙醇混合物,然后放置在索氏提取器。添加苯-乙醇混合物超过其溢出水平面,装有冷凝器、仪器放置在一个浴缸,加热的程度使苯-乙醇混合物在烧瓶底部剧烈沸腾,一小时内的循环提取不小于4倍,并提取6小时。
提取后,冷凝器,从提取器中删除包含一个示例的包裹用镊子小心,然后连接到冷凝器和提取,回收溶剂的一部分直到瓶子的底部剩余少量的苯-乙醇混合物。
移除瓶底部,内容搬到高瓶已恒重干,清洗3 - 4次,苯-乙醇混合物,使用少量的混合物,每次和称量瓶涌入。热水浴蒸发的称量瓶多余的溶剂。终于擦称量瓶的外面,放在烤箱和干恒重10°C±3°C。
苯-乙醇抽提X %,计算如下:
在那里,克1——高瓶的重量,(g);。
G1——高瓶的重量加上残干,(g);
G2——重量的空气干燥样品,(g);
W——样品水分(%)。
三个同时决定,把算术平均值作为测量结果,精确到小数点后第二位,两个测量的误差不得超过0.2%。
GC-MSD苯-乙醇提取物的分析
GC-MSD 6890 n - 5973插入、安捷伦
色谱条件:毛细管柱DB-17MS、列长30米,内径0.25毫米,厚度0.25微米
汽化室温度为260°C,载气是氦,列流1毫升/分钟,不是spitless,注入体积1μl
柱温:80°C, 4分钟,上升到250°C的速度10°C /分钟,保持10分钟GC-MSD接口温度:280°C
条件:女士电离源EI,电子能量70 ev,离子源温度230°C,扫描范围:15 - 500阿姆(相对原子质量),NIST02光谱库
实木质素含量测定木材
用空气-干样本中提取苯-乙醇,解开滤纸包,刷成100毫升锥形烧瓶与磨砂玻璃塞用干净的刷子,添加15毫升硫酸(72%),pre-cooled 12 ~ 15°C,插入软木塞,动摇了一分钟,所有的样品沉浸在酸,然后设置在室温下2小时,经常动摇锥形烧瓶中的内容。
到达时间后,瓶的内容转移到烧杯1000毫升;与蒸馏水清除锥形瓶,所有残留物冲进烧杯,然后用水稀释的酸浓度3%。添加蒸馏水的数量,包括洗水,总成交量560毫升。
在电炉加热到沸腾4 h,把它放在一边不溶性物质沉积。过滤用玻璃过滤器1 g2恒重,用蒸馏水洗掉不酸性日期。然后将玻璃过滤器1 g2残渣一起称量瓶,放在105±2°C干燥恒重。
计算了实木材、木质素含量如下:
地点:G -过滤烘干后的重量(克)
G1——一起干过滤残渣的重量(克)
G2——重量的空气干燥样品,(g);
W——样品水分(%)。
三个同时决定,把算术平均值作为测量结果,精确到小数点后第二位,两个测量的误差不得超过0.2%。需要预浸的示例使用苯-乙醇溶液和风干,基础必须烘干的重量,计算出样品的重量。
测定木材全纤维素
使用空气-干样本中提取苯-乙醇,解开滤纸包,转移到锥形烧瓶250毫升、65毫升蒸馏水,10滴(0.5毫升)的冰醋酸和0.6 g氯酸钠,放置在一个75°C恒温水浴加热1 h。重复三次,样品变成了白色。
最后,瓶从水浴中删除,放置在水来冷却。过滤用玻璃过滤器1 g2恒重,用蒸馏水洗掉不酸性日期。并与丙酮洗了三次,吸洗液,过滤器,外部用蒸馏水清洗和清洗过滤器放置在烤箱在105°C干燥恒重。冷却和体重。
全纤维素含量木×% 1,计算如下:
,X2——全纤维素含量在木材原料,%;
米1——干全纤维素含量,g;
米0——烤箱干样品的重量,g。
含水率在木头和pH值
杨树各国家已经磨成木粉在实验之前,和腐蚀杨树颓废白杨已经放置了一年多,所以水分含量普遍偏低,都是低5%以上。杨树的PH值在不同的国家有较大的差异,防腐杨树碱性9.82,新鲜的阿斯彭和颓废的杨树是酸性的。PH值之间的巨大差异可能是由于防腐剂。具体的数值所示表1。
| 木 | 平均含水率(%) | PH值 |
|---|---|---|
| 新鲜的杨树 | 5.08 | 6.38 |
| 防腐杨树 | 4.59 | 9.82 |
| 颓废的阿斯彭 | 3.45 | 5.61 |
表1。含水率在木头和pH值。
木纤维含量
在木本植物中,木质素是细胞壁的主要组件之一的木质部和填料和木材胶粘剂。胶粘剂和加强纤维素纤维在物理和化学方面的木材细胞壁,增加机械强度和抗微生物的侵蚀的能力,和木质化的植物是正直和不容易腐烂。
全纤维素含有纤维素和半纤维素,当前化学木浆生产大幅可能利用其全部。从理论上讲,全纤维素和木质素的重量等于提取样本的重量的100%。然而,作家不能保证所有的多糖可以被水解成单糖筛选了木质素的测量,并且不能保证所有全纤维素木质素可以删除的决心,所以通常,总全纤维素和木质素含量大于100%。所示的值表2三次测量值的平均值的标准实验程序。
| 木 | 木质素含量(%) | 全纤维素含量(%) |
|---|---|---|
| 新鲜的杨树 | 22.55 | 84.55 |
| 防腐杨树 | 22.10 | 66.62 |
| 颓废的阿斯彭 | 24.19 | 64.19 |
表2。木纤维含量
数据表明,防腐杨树的木质素含量和新鲜的杨树非常接近,表明没有重大变化后的强度,木聚糖酶防腐处理。木头需要维护所需的长期强度,木材被木聚糖防腐剂有这个特性,提供了一个有利的条件木聚糖防腐剂建材防腐剂。虽然颓废杨树的木质素含量增加,但这种增加木质素木质素大分子分解成小分子,所以分子间的结合力降低,减少了木材的强度。颓废的阿斯彭是相对宽松的,可以从原材料。
防腐白杨树和颓废的全纤维素含量比新鲜的杨树白杨显著降低10%,这表明,木聚糖防腐剂仍不够防止全纤维素的分解,将losen木材结构,使木材脆,强度将会受到影响。如果想让木聚糖防腐剂成为一个合格的建材防腐剂,我们需要改进配方,加强防止全纤维素的分解能力。如果木聚糖防腐剂用于Biopulping,我们还需要提高全纤维素的预防腐败的能力。所需的纸浆是高含量的全纤维素和木质素的含量低,因此在biopulping也需要改善。
苯-乙醇抽提
提取影响颜色、气味、味道,力量和木材的渗透性,粘合性能、油漆、切割工具、声学共振。一些物种的提取包含有毒物质,这可能导致某些疾病木材加工人员,所以一些加工时应采取适当的措施。树木或者木材含有有毒的采掘有很强的天然耐腐性和有一个显著的抗腐蚀的木腐真菌、白蚁和其他生物。提取是分布于心材,所以衰变抵抗腐蚀的能力比边材。这个实验只对基本的苯-乙醇提取,并显示了生成的结果表3。
| 木 | 平均含量(%) |
|---|---|
| 新鲜的杨树 | 4.41 |
| 防腐杨树 | 4.50 |
| 颓废的阿斯彭 | 5.70 |
表3。苯-乙醇抽提的
从表中可以看出,苯-乙醇提取内容不断增加新鲜的杨树,杨树腐蚀和颓废的白杨,防腐比新鲜的杨树,杨树略有增加,但在颓废的阿斯彭有显著增加。颓废的阿斯彭显著增加由于产生大量的色素,所以颜色明显比前两个暗的。
木提取物的存在不仅影响木材胶和纸浆漂白,但也造成了大量的粘合剂和漂白剂都被浪费了。因此,木材中提取需要撤销前处理和有效地使用它们,这不仅节省了木材加工、纸浆和纸张的成本投入,并能提供廉价和丰富的原材料制药、轻工和化工。
苯-乙醇提取物的化学成分分析
在以下描述的化学成分图1 - 3。
图1所示。苯醇提取物的化学成分杨树材料。
图2。苯醇提取物的化学成分颓废杨树材料。
图3。苯醇提取物的化学成分腐烂杨树被木聚糖酶
甘蔗渣、大米壳、玉米穗轴和桦树在自然界中普遍存在,本文为原料,提取木聚糖广泛用于工业。然后发现四种防腐剂的杀菌性能根据相关标准,并与CCA,下面的结论:
(1)木聚糖碱提取的最佳条件:碱浓度:12%;固液比:1:10;提取时间:2 h;提取温度:100°C。
(2)木聚糖防腐剂防腐影响矿业杂色的细菌,减肥速度是:蔗渣木聚糖:2.41%,稻壳木聚糖:2.65%,玉米芯木聚糖:2.53% birchwood木聚糖:2.33%,4.08%的体重。
财务支持工作一般由中国国家自然科学基金项目(31270589)。
