《禾草薄壁細胞分離、分析及其成膜機制的研究》是依託昆明理工大學，由陳克利擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：禾草薄壁細胞分離、分析及其成膜機制的研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：陳克利
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
薄壁細胞在農作物廢棄秸稈組織中其質量約占1/4，資源量巨大。目前為止，禾草薄壁細胞除了隨一部分秸稈用於牲畜飼料和漚肥外，基本處於棄用甚至在紙漿及纖維素製品中屬於干擾物質。項目以蔗渣、玉米稈、稻草和麥草為原料進行物理分離以及化學製漿脫木素後的篩分分離獲取薄壁細胞；在全面分析測定薄壁細胞組織形態、化學組分構成及其在細胞壁中的分布的基礎上，對原料薄壁細胞經不同程度脫木素和/或脫半纖維素後的膜製備，揭示纖維素、半纖維素和木素對成膜性態的回響關係；對製漿脫木素後的薄壁細胞經物理及化學的柔化處理，考察它們成膜的組織結構、表面特性和強度性能，研究薄壁細胞成膜的協同作用關係，揭示成膜機制，建立成膜薄壁細胞間最大表面接觸而產生最大氫鍵結合的理想模式；探討薄壁細胞理想制膜方式並最佳化建立相應的制膜工藝體系；從套用的角度系統評價薄壁細胞膜的相關性能，為薄壁細胞資源化、功能化、高值化的利用奠定基礎。
結題摘要
禾草薄壁細胞分離、分析及其成膜機制的研究是基於農作物秸稈中占質量約1/4的薄壁細胞的巨大資源量的存在，而當其作為造紙原料套用時則成為一個重要的干擾物影響其整個過程乃至造紙產品的質量並拖累到草類製漿造紙工業的現實，將無用甚至干擾物質作為一種重要資源，利用薄壁細胞壁薄、柔順、比表面大等的特點，將其從禾草原料中分離出來，並寄希望於製備成薄壁細胞膜，實現有附加價值的套用。對蔗髓用氧鹼法、燒鹼-蒽醌法和鹼性亞硫酸鹽法製漿，所獲紙漿經篩選分別得到纖維和細小組分（主要為薄壁細胞和細（短）小纖維）。選定脫木素效率（卡伯值僅為5.2）、得率（11.3%）均不錯的鹼性亞硫酸鹽漿細小組分經疏解後直接制膜，因介入的細（短）小纖維明顯增大成形薄片的蓬鬆組織，在20g/m2定量以下完全形不成對氣體的阻隔作用而達不到膜的要求。對稻、麥草經低溫氧鹼製漿，能從紙漿中篩選出來的細小組分得率均可達16%。將細小組分在大比例水中均勻懸浮、靜置沉降、分層截取這樣一種多級重複的處理，收集到的上層懸浮物為較純的薄壁細胞。同時藉助於纖維質量分析儀對薄壁細胞的快速判定，建立了細小組分分離薄壁細胞的工藝技術。繼而用分離得到的薄壁細胞通過過濾成形法在最佳化工藝的基礎上直接成膜，定量低至4g/m2就有較好的阻隔性。經疏解後的薄壁細胞破壞性小、比表面顯著增加，柔化效果顯著，使成膜在勻整性、強度，特別是氣體阻隔性方面都得到明顯改善。得到了符合預期的薄壁細胞膜。對禾草薄壁細胞分離、分析及其成膜機制的基礎性研究，得到了大量的科學數據，讓薄壁細胞轉化成所期待的膜成為了現實。它不僅為薄壁細胞分離與成膜提供了理論依據，也為薄壁細胞膜未來的套用提供重要的科學依據。
