發(fā)布時間：2020-05-16 05:57

【摘要】：木材作為一種重要的有機(jī)材料,每年由于腐朽和霉變導(dǎo)致木材產(chǎn)品質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。研究表明,每年有約占木材生產(chǎn)量15%的木材因腐朽而損失掉,造成巨大的資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)防腐劑因其毒性大、污染環(huán)境引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,為此開發(fā)新型植物源防腐劑逐漸成為研究熱點(diǎn)。植物源防腐劑具有高效、人畜無害,且不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn),但同時不穩(wěn)定、易揮發(fā)等缺點(diǎn)又限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。開發(fā)出新型植物源木材防腐劑可以擴(kuò)大木材的使用范圍和使用壽命,這一研究具有重要的意義和價(jià)值。印楝(Azadirachta IndicaA楝Juss.)種仁富含豐富的抑菌物質(zhì),因此其具有成為新型木材防腐劑的潛力。本論文運(yùn)用三種溶劑對印楝種仁進(jìn)行提取,優(yōu)選出乙醇為最理想的提取溶劑,并對3種印楝提取物的活性成分進(jìn)行測定,探索出抑菌效果差異的原因。之后優(yōu)化了印楝種仁的提取工藝,并將印楝種仁提取物微膠囊化,制備出熱穩(wěn)定性優(yōu)良的植物源防腐劑。對印楝提取物及其微膠囊的抑菌機(jī)理、固著機(jī)理及耐腐機(jī)理進(jìn)行深入研究,為新型植物源防腐劑的開發(fā)提供參考。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)評價(jià)印楝種仁提取物對五種木材真菌抑菌效果及成分分析。印楝種仁提取物以甲醇、正己烷及乙醇為提取溶劑,采用水浴攪拌法提取印楝種仁活性成分,并對提取物進(jìn)行抑菌效果測定,結(jié)果表明三種提取物對五種木材真菌均有明顯的抑制作用。綜合成本及安全性,以乙醇提取物作為提取溶劑最為合理。采用GC/MS對甲醇、正己烷及50%乙醇提取物進(jìn)行成分分析,分別鑒定出21、11和17種化合物,包括多種硫化物,角鯊烯等有殺蟲和抑菌效果的活性物質(zhì),其中蝦青素和南美蟾毒精為首次從印楝種仁中分離得到。(2)優(yōu)化印楝種仁提取率并對提取物抑菌機(jī)理進(jìn)行研究。采用響應(yīng)面法優(yōu)化印楝種仁提取工藝參數(shù),最佳提取條件為乙醇濃度45%,液料比10:1(mL·g-1),溫度45℃,提取得率為14.98%。利用含藥培養(yǎng)基法對最低抑菌濃度提取物生長效果進(jìn)行測定,并采用光學(xué)顯微鏡(OM)及掃描電子顯微鏡(SEM)對抑菌機(jī)理進(jìn)行初探,發(fā)現(xiàn)提取物對五種真菌的形貌均產(chǎn)生了顯著的影響,表現(xiàn)為菌絲扭曲變形、斷裂,細(xì)胞內(nèi)溶物流出,霉菌孢子明顯減少等。(3)制備印楝種仁提取物微膠囊并對其性質(zhì)進(jìn)行表征。將印楝種仁提取物微膠囊化,對制備過程中涉及的壁材種類、乳化劑種類和用量、酸化劑種類等因素進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明,制備最佳條件為三聚氰胺甲醛樹脂為壁材,1%SDS為乳化劑,10%NH4C1為酸化劑。探究乳化轉(zhuǎn)速及固化時間與粒徑分布規(guī)律的關(guān)系,分析得出乳化速度對微膠囊壁厚影響不大,但2000r/min內(nèi),乳化速度越快,微膠囊粒徑越小。固化時間對微膠囊粒徑影響很小,但固化時間越長,微膠囊壁厚越厚。通過傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)分析出印楝提取物和壁材之間無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,僅僅是簡單的物理混合。通過TG/DTG曲線可以發(fā)現(xiàn),三種試劑的熱穩(wěn)定性依次為:壁材(AMS)印楝提取物微膠囊(MNE)印楝提取物(NE)。將提取物微膠囊化能很好地解決印楝提取物不穩(wěn)定、易揮發(fā)的問題。(4)研究微膠囊在木材中分布規(guī)律及其處理材抗菌性。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對微膠囊的分布規(guī)律進(jìn)行研究,可以看出,微膠囊主要分布于木材導(dǎo)管,紋孔有少量附著,木射線中無膠囊。通過室內(nèi)試驗(yàn)對印楝提取物微膠囊(MNE)處理材進(jìn)行防霉、防腐性能測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn),MNE處理材對三種霉菌(黑曲霉、綠色木霉和桔青霉)均有明顯的抑制作用,且均能達(dá)到5級防霉效果。印楝提取物物(NE)處理材防霉效果次之,微膠囊壁材(AMS)處理材對三種霉菌均無明顯抑制作用。室內(nèi)耐腐試驗(yàn)結(jié)果表明,對于褐腐處理,MNE處理材具有明顯的耐腐效果,楊木失重率較素材降低31.7%,而NE處理材防腐效果略差,失重率較素材降低25.3%。相比素材白腐12周的失重率,MNE和NE處理材分別降低了 13.7%和8.4%。AMS處理材對兩種腐朽菌均無抗性,微膠囊處理材抑菌作用主要來源于印楝種仁提取物。(5)探究微膠囊固著機(jī)理及其處理材耐腐機(jī)理。將處理材進(jìn)行為期3個月的室內(nèi)耐腐試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)褐腐(密粘褶菌)及白腐(彩絨革蓋菌)處理后的菌絲能穿過楊木紋孔,并在木材導(dǎo)管中大量擴(kuò)散。NE、MNE處理材內(nèi)部菌絲明顯多于AMS處理材及素材,且菌絲變粗,表面不光滑,出現(xiàn)斷裂,生長受到明顯的抑制。通過FTIR、XRD等表征手段,發(fā)現(xiàn)褐腐菌對纖維素和半纖維素降解能力較強(qiáng),白腐菌對木質(zhì)素降解作用更強(qiáng)。MNE處理材對白腐菌和褐腐菌均有抑制效果。
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因此自誕生以來就受到廣泛關(guān)注［６２－６５】。微膠囊技術(shù)于２０世紀(jì)３０年代應(yīng)運(yùn)而生，逡逑并于２０世紀(jì)５０年代進(jìn)入實(shí)用階段。傳統(tǒng)的微膠囊制備方法主要包括物理、化學(xué)和物理逡逑化學(xué)方法。微膠囊示意圖如圖１－１所示。逡逑微膠灥材邐心材成分逡逑圖１－１微膠＇囊示意圖逡逑Ｆｉｇｌ－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ逡逑在２０世紀(jì)４０年代后期，美國人Ｄ．邋Ｅ．邋Ｗｕｒｓｔｅｒ首先使用物理和機(jī)械方法制備微膠逡逑囊。他采用空氣懸浮法制備微膠囊，并成功應(yīng)用于藥物涂層。至今的空氣懸浮法稱為逡逑Ｗｕｒｓｔｅｒ法\�。在２０侍m停擔(dān)澳甏�，脭r模攏耍澹牽潁澹澹鑠澹桑叮貳渴紫仁褂夢錮砘г砝粗票稿義銜⒔耗遙⒚髁訟嚳擲敫春夏譚ㄖ票負(fù)兔鶻何⒔耗遙⒂τ昧俗ɡ際踅溆τ緬義嫌諼尢幾蔥粗�。因此，微胶囊茧H跫汗惴河糜諫桃瞪⑶夜諭庋繡癡嘸壕曬Φ劐義賢ü諳嚳擲氳奈錮砘Х椒ǹ賈票肝⒔耗倚鋁煊頡５劍玻笆蘭停叮澳甏�，牙C癡囈義弦徊嬌⒘誦碌奈⒔耗抑票阜椒�，并应用了基诱a酆銜錁酆系奈⒔耗一е票缸ɡ�。其辶x現(xiàn)，

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