玉米秸秆液化树脂化研究

[目的]研究玉米秸秆液化及树脂化的工艺条件,进而提高玉米秸秆资源的利用价值及开辟玉米秸秆利用的新途径.[方法]以苯酚为液化剂、磷酸为催化剂对玉米秸秆进行液化,通过单因素试验和正交试验确定玉米秸秆液化的最优工艺;然后对液化产物进行树脂化,利用单因素试验确定树脂化工艺.[结果]玉米秸秆液化的最优工艺条件：液化温度150℃、液化时间165 min、固液比3∶13、磷酸用量10％,该液化工艺条件下,玉米秸秆液化残渣率为l2.1％;树脂化工艺条件：甲醛与液化产物摩尔比1.8、NaOH与液化产物摩尔比0.35、树脂化合成温度85℃、保温时间40 min、水与液化产物摩尔比8.0,该工艺条件下可生产获得综合性能较好的玉米秸秆液化物树脂,用其压制的胶合板干状强度1.788 MPa、湿状强度0.812 MPa,胶合强度符合国家标准（GB/T 17657-1999）对Ⅰ类胶合板的要求（≥0.700MPa）.[结论]以玉米秸秆液化产物制备的酚醛树脂胶黏剂可用于木材加工.     

马占相思树皮磷酸催化液化及其液化物树脂化的研究

以苯酚作液化剂、磷酸作催化剂对马占相思树皮进行液化研究,分析了液化温度、催化剂用量、液化时间及液固比对液化反应的影响;通过正交实验得到马占相思树皮磷酸催化液化的最优方案,并研究树脂化过程的影响因素和工艺。结果表明:(1)随着液化温度升高、磷酸用量增加、液化时间延长和液固比的增加,马占相思树皮液化物的残渣率均呈明显的下降趋势;(2)马占相思树皮磷酸催化液化程度对液化温度的变化更敏感。最佳液化工艺条件为:液化温度170℃,催化剂磷酸加入量为9%,液化时间2.5 h,液固比4.5:1,残渣率为20.1%;(3)液化产物树脂化合成表明,甲醛与液化产物摩尔比、反应温度及保温时间对液化产物树脂的粘度有显著影响。对树脂的胶合性能进行测试,结果表明,以其压制的3层胶合板强度符合国家标准中对Ⅰ类胶合板的胶合强度要求(≥0.7MPa)。     

桉树树皮液化及液化物的树脂化

在质量浓度为36%（360 g.L-1）的硫酸催化作用下用苯酚对桉树Eucalyptus spp.树皮进行液化,考察催化剂用量、液固比、液化温度和液化时间对液化反应效率的影响;通过正交实验得到桉树树皮液化的较佳方案,并对桉树树皮液化物树脂化的影响因素进行研究。结果表明：①液固比对桉树树皮液化效果的影响最大,其次依次为液化温度、液化时间。②通过单因素分析法和正交试验法相结合,得出桉树树皮较理想的液化工艺条件：液固比为10∶3,液化温度为150℃,液化时间为80 min,质量浓度36%硫酸用量为液化物总量的6%。③以树皮液化物为基准,选择甲醛摩尔比为1.6,氢氧化钠摩尔比为0.3,水摩尔比为8.0,缩聚温度95℃的树脂化工艺制备树脂胶黏剂用于压板。样板经过广西壮族自治区产品质量监督检验院的检测：产品的含水率为10%,在技术要求范围内;胶合强度的平均值为0.835 8 MPa,在Ⅰ类胶合板的技术要求内;甲醛释放量为1.5 mg.L-1,属于E2级别。图1表2参13     

木薯酒糟苯酚液化工艺的研究

[目的]研究木薯酒糟苯酚液化工艺。[方法]利用单因素及正交试验考察液固比、催化剂用量、反应时间、反应温度对木薯酒糟苯酚液化效果的影响。[结果]结果表明,液固比对液化效果的影响最显著,其次分别为催化剂用量、反应时间和反应温度。木薯酒糟苯酚液化的最优工艺为：液固比6：1,反应温度160℃,反应时间120min,催化剂用量为苯酚含量的6％时,残渣率小于5％。通过FT-IR对液化产物、液化残渣的结构进行表征,证明木薯酒糟液化产物中引入新的芳环结构。[结论]该研究结果为木薯酒糟的利用开辟了一条新途径。     

机械活化木薯酒糟苯酚液化物合成酚醛树脂的研究

在碱为催化剂的作用下,将经过机械活化预处理的木薯酒糟苯酚液化物与甲醛进一步反应合成酚醛树脂,考察机械活化时间、甲醛用量、氢氧化钠用量等因素对合成酚醛树脂性能的影响.结果表明,合成酚醛树脂最佳工艺条件为:木薯酒糟活化60 min、物料量的比(苯酚:氢氧化钠:甲醛)1:0.6:1.8,在此工艺条件下合成的酚醛树脂固含量为57.62%,游离甲醛含量为0.41%.在热压温度为130℃、热压时间为6 min时,测得该酚醛树脂的胶合强度为1.65 MPa,木破率为90%.     

木薯秆屑栽培草菇配方试验

利用不同比例的木薯秆屑、棉籽壳、稻草栽培草菇菌株V展1、V信丰,调查草菇的菌丝生长速度、生物转化率及经济效益,探讨木薯秆屑栽培草菇的可行性和适宜添加比例.结果表明,配方B是栽培草菇V展1、V信丰的最佳配方,其投入产出比最高,分别达到1∶2.37、1∶2.26;其次是配方A,投入产出比分别达1∶2.32、1∶2.17.说明利用木薯秆屑代替部分棉籽壳栽培草菇是可行的.     

绿色木霉降解木薯秆产糖及其工艺优化研究

[目的]对绿色木霉降解木薯秆产糖的工艺条件进行研究。[方法]先用绿色木霉初步降解经预处理的木薯秆,再用纤维素酶水解木薯秆,接着采用响应曲面（RSM）结合单因素试验法优化绿色木霉糖化木薯秆的摇瓶发酵条件。[结果]绿色木霉糖化木薯秆最佳工艺为：接种量11 ml孢子悬浮液,装液量100 ml,初始pH 4.6,发酵时间84 h,发酵温度30℃,摇床转速150 r/min,摇瓶瓶口包裹12层纱布。在此条件下,得到最佳产糖量3.06 mg/g木薯秆,比优化前提高了76%。[结论]虽然目前绿色木霉发酵产糖量与纤维素酶水解相比仍有一定差距,但微生物发酵糖化法成本更低廉,操作更简便,具有工业化生产的应用潜力。     

木薯酒精浓醪发酵液化糖化工艺的研究

[目的]优化木薯粉浓醪酒精发酵中液化糖化的工艺条件。[方法]以木薯粉为原料进行浓醪酒精发酵,在单因素试验的基础上,运用正交试验对液化糖化工艺中的各种参数进行了研究。[结果]正交试验表明,各因素的影响主次为:糖化酶量>糖化时间>糖化pH值>糖化温度。根据各因素的水平K值大小,确定了木薯粉浓醪酒精发酵中最佳液化工艺条件,即:料水比为1∶2.3,液化温度105℃,液化酶用量为10 U/g木薯粉,液化时间为2 h;最佳糖化工艺条件为:糖化pH值4.5,60℃时加入糖化酶150 U/g木薯粉后,直接将醪液冷却至33℃进行发酵,即糖化与发酵同时进行。在该条件下进行木薯粉浓醪酒精发酵,酒精终浓度可达16.9%(V/V)。[结论]该研究为后续发酵条件的优化以及100 L的放大试验打下了基础。     

木薯淀粉-丙烯酸接枝共聚合成高吸水性树脂

[目的]研究木薯淀粉合成高吸水性树脂。[方法]以木薯淀粉和丙烯酸单体为原料,过硫酸铵-亚硫酸钠为引发剂,通过水溶液聚合法制得淀粉基高吸水性树脂。考察了淀粉与单体配比、反应温度、反应时间、中和度和引发剂用量等因素对产品吸水率的影响。[结果]得出产品在室温下1 h内吸去离子水1 844 g/g、0.9%NaCl盐水224 g/g。[结论]该研究为以木薯淀粉与丙烯酸为原料制备高吸水树脂提供科学依据。     

蓖麻秆不同部位的特性及其对蓖麻秆刨花板性能的影响

蓖麻Ricinus communis秆皮部、木质部和髓部的显微构造差异显著,对各个部分的原料特性、各部分对刨花板性能的影响进行了分析研究,并探讨了各个不同部位的工业化利用情况。结果表明,蓖麻秆的各个层次的理化性能差异显著,蓖麻秆中的酯类物质和二氧化硅主要富集于蓖麻秆的皮部和髓部。髓部主要是由薄壁细胞组成,可对蓖麻秆刨花板的性能产生不利影响;将蓖麻秆的髓部去除后,除弹性模量外,板材的其他各项性能都得到了明显改善,板材的内结合强度增加3.3%,静曲强度增加19.7%,吸水厚度膨胀率减小18.82%。在蓖麻秆的工业化利用中宜将髓部去除;蓖麻秆皮部对人造板的性能不明显,在蓖麻秆的工业化利用中可以保留皮部。图2表4参12     

木薯茎秆的解剖特性与纤维形态研究

【目的】观察木薯茎秆的解剖特征,测定其纤维形态,分析其制浆造纸、纤维板制造的适应性.【方法】采用光学和扫描电子显微镜观察,利用硝酸氯酸钾法离析纤维细胞,分析纤维形态.【结果和结论】木薯茎秆靠近根部的髓心率(体积比)低,靠近梢部的髓心率较高,多年生木薯茎秆的主茎段髓心率远低于1年生;木薯茎秆为散孔材,主要由导管、木纤维细胞、木射线组成,多数为径向复管孔,导管有互列单纹孔和梯状纹孔,木射线为单列,纤维细胞有具缘纹孔,木射线和纤维细胞腔内均有丰富的淀粉颗粒;多年生木薯茎秆的主茎段纤维细胞壁厚度是其分枝段的1.5倍多,是1年生的2倍多.木薯茎秆的纤维细胞长度为638~661μm,长宽比为36.22~37.43,壁腔比为0.14~0.32.木薯茎秆的纤维细胞长度和宽度主要分布在500~900和10~25μm范围内,属壁薄短纤维型,符合造纸和纤维板制造原材要求.     

竹粉乙醇液化及其产物表征

以毛竹粉为原料,无水乙醇为反应介质,98%浓硫酸为反应催化剂,在高压反应釜中液化制备竹粉生物质油。考察反应温度、反应时间、催化剂用量、液固质量比4个因素对竹粉液化率的影响。采用红外光谱仪(FT-IR)分析原料、液化残渣及竹粉生物质油的表面官能团;气质联用仪(GC-MS)分析竹粉生物质油的化学组成。单因素试验结果表明,4个因素对竹粉液化率的影响都存在一个优选值,分别为反应温度160℃、反应时间40min、催化剂用量2%、液固质量比12∶1。正交试验结果表明,4个因素影响竹粉液化率大小的顺序为:反应温度反应时间液固质量比催化剂用量。在优化工艺条件下进行了验证试验,竹粉的液化率可达86.44%。试验制备的竹粉生物质油和固体残渣的FT-IR分析结果表明,竹粉中被液化的主要成分是综纤维素,木质素相对较少被液化;竹粉生物质油的GC-MS分析结果表明,生物质油的成分比较复杂,主要包括醇类、酚类、烷烃类、酮类、酸类、酯等化合物。     

低温贮藏条件下木薯种茎可溶性糖与干旱胁迫耐受性的相关性研究

【目的】研究木薯种茎在不同温度贮藏不同时间后的失水状况、可溶性糖含量以及相关糖代谢信号通路中有关酶基因表达量的变化,分析不同温度下海藻糖含量与种茎失水率的相关性。【方法】以‘木薯60444’种茎为试验材料,采后分别贮藏于低温(20±2)℃、常温(36±2)℃0～30 d,测定种茎失水率、相关可溶性糖含量,运用实时荧光定量PCR分析种茎糖代谢相关基因的表达,木薯种茎海藻糖含量和失水率的相关性分析采用Pearson法。【结果】低温贮藏组种茎失水率在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.01)。低温与常温贮藏种茎海藻糖含量随贮藏时间的延长整体呈不同程度地提升,且低温贮藏组在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.05);蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖含量均随贮藏时间的延长整体呈下降趋势。相关性分析表明,低温贮藏组与常温贮藏组种茎海藻糖含量与种茎失水率呈强线性相关,且2个贮藏组回归方程存在显著差异,低温贮藏组相关系数低于常温贮藏组。实时荧光定量PCR分析表明,低温贮藏不同程度地降低了糖酵解相关基因表达,低温贮藏组海藻糖–6–磷酸合成酶基因(MeTPS-1)的表达量在贮...     

低温条件下木薯种茎发芽性能与生理指标相关性研究

【目的】探讨木薯在低温寒害下的发芽性能和生理生化特性,评选出与木薯寒害、冻害密切相关的生理指标。【方法】将木薯品种桂热3、华南124和华南205的种茎置于8、5、2℃3种低温胁迫下,分别胁迫处理0（CK）、2、4、6、8、10、12、14d,测定发芽率、相对电导率和脯氨酸含量等指标,并同时进行发芽试验。【结果】低温胁迫时,相同处理条件下木薯种茎发芽率由高到低为：华南124〉华南205〉桂热3号,与试验材料本身抗寒性特征一致;低温处理早期,桂热3相对电导率迅速增加,华南124的相对电导率增加较缓慢,华南205在2℃处理6d时相对电导率达6.0%;不同品种脯氨酸含量变快趋势也不一致,桂热3号、华南205和华南124分别在2℃处理4、6和12d时,种茎脯氨酸含量达80.0μg/gFW以上。【结论】相对电导率和脯氨酸含量可以作为评价木薯种茎抗寒性的参考指标。     

高浓度甲醛制备脲醛树脂及其性能分析

以高浓度甲醛和尿素为主要原料合成脲醛树脂,借助核磁共振（13 C-NMR）和动态热机械性能（ DMA）分析树脂结构组成及热机械性能。结果表明,以高浓度甲醛制备的脲醛树脂具有较高的固含量,其制备的刨花板内结合强度达1．27 MPa,较普通甲醛制备的明显提高,增幅为50％。13 C-NMR和DMA测试结果表明,高浓度甲醛制备脲醛树脂羟甲基含量为31．0％,而普通甲醛制备树脂羟甲基含量只为23．7％,表明前者甲醛加成反应进行更彻底;而其醚键含量较普通甲醛制备的树脂提高了一倍,同时缩聚度提高,保证了足够的机械强度。     

木薯海藻糖合成酶基因MeTPS6克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

[目的]克隆木薯海藻糖合成酶基因MeTPS6,并分析其在干旱、低温、遮荫等非生物胁迫应答中的表达情况,为研究TPS基因功能及抗逆分子机理提供参考.[方法]采用RT-PCR从木薯中克隆MeTPS6基因,并进行生物信息学分析及构建系统发育进化树.采用荧光定量PCR(qPCR)分析MeTPS6基因在干旱、低温和遮荫胁迫下不同木薯品种不同组织中的表达特性及模式.[结果]克隆获得的MeTPS6基因具有一个2565 bp的开放阅读框,编码854个氨基酸,含有TPS家族保守结构域(Glyco_transf_20).MeTPS6蛋白与杨树(Potri.010G104500)和杞柳(SapurV1A.0015s0610)同源蛋白氨基酸序列的相似性分别达92.6%和90.0%,表明木薯与杨树和杞柳的亲缘关系较近.MeTPS6基因的启动子序列中存在大量非生物胁迫相关元件(低温相关元件LTR、干旱相关元件MBS等)、激素相关元件(脱落酸相关的元件ABRE和CE3、水杨酸相关元件TCA-element等)及光响应相关元件(ACE、Box I等).MeTPS6基因在木薯储藏根中的表达量最高,须根次之,二者均显著高于茎、叶柄和叶片中的表达量(P<0.05,下同),且在干旱、低温和遮荫胁迫下,不同组织中的表达模式存在明显差异.对于不同木薯品种,干旱、低温和遮荫胁迫处理均显著诱导其MeTPS6基因表达.在高置信度(Confidence=0.8)的情况下,共找到13个共表达基因,其中有10个为TPS同源基因,表明这些同源基因可能相互协调,共同参与植物生物学过程;另外3个基因(CAT、CAT1和F5M15.5)均编码过氧化氢酶,主要参与保护细胞免受过氧化氢的毒性作用.[结论]MeTPS6基因主要在木薯的根(特别是储藏根)中表达,并从转录水平参与干旱、低温和遮荫胁迫响应,可作为候选基因进一步研究其在木薯抗逆中的功能.     

芍药花茎强度与褪黑素含量的关系分析

花茎挺直程度是影响芍药切花品质的重要指标,而花茎强度是衡量茎秆挺直程度的物理学标准.为了明确芍药花茎强度与褪黑素含量的关系,以高、低花茎强度的2组芍药品种为材料,测定了花茎强度、植株形态指标、植株光合参数、花茎木质素含量和褪黑素含量.结果表明:与低花茎强度芍药品种相比,高花茎强度芍药品种具有较高的茎粗、茎质量、光合能力...     

外源ABA对木薯叶片内源激素及淀粉合成相关基因的影响

在盆栽条件下,用外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)处理块根形成期的木薯品种,测定处理及对照在不同时刻叶片中ABA等激素变化、ABA合成与失活以及淀粉合成途径关键基因的表达变化。结果表明:1)正常条件下木薯叶片内源ABA水平及ABA合成途径基因均存在明显的夜间低而白天较高的昼夜节律,ABA信号转导相关基因也表现出下午的高峰表达,它们与淀粉合成途径基因的夜间表达一般具有相反的趋势。2)ABA处理后,木薯叶片内源ABA含量迅速下降,与观察到的ABA合成途径基因表达下降与后期ABA失活基因激活表达相一致,同时发现细胞分裂素中的玉米素核苷(Zeatin riboside,ZR)和生长素(Indole acetic acid,IAA)水平发生改变,预示木薯具有迅速恢复ABA平衡态的机制,并且与其他类激素存在协同作用。3)与此同时,外源ABA处理明显抑制淀粉合成上游基因表达,特别是夜晚高峰期的表达,而对下游基因的抑制相对较小。说明这些基因及相关酶类不同程度受到ABA的调控;ABA明显倾向于调控淀粉合成上游相关基因;外源ABA处理改变了叶片临时淀粉合成速率。