随着人们生活水平提高,对生活用纸的需求也不再仅仅关注价格,生活用纸的柔软度成为衡量生活用纸质量和使用感受的重要指标。随着绿色发展成为当今造纸工业的主题,未来几年我国生活用纸行业的发展的重点放到了环保和高质量两个方面。因此,本论文从绿色环保、降低纤维素酶用量、降低成本这一理念着手,利用超声波和纤维素酶提高竹浆纤维单根纤维柔软度,进而提高竹浆纤维成纸的柔软度,并探究了超声波辅助纤维素酶处理提高纤维柔软度的机理,并对该技术的工业化应用进行了展望。首先,纤维素酶可以降解纤维,提高单根纤维的柔软度。随着纤维素酶用量的增加,单根纤维的柔软度和保水值都不断上升。当纤维素酶用量为0.30 EGU/g时,高得率竹浆纤维的单根纤维柔软度从2.52×1014/(N·m2)提高到22.34×1014/(N·m2)。硫酸盐竹浆的单根纤维柔软度从5.47×1014/(N·m2)提高到30.44×1014/(N·m2)。此时硫酸盐竹浆的单根纤维柔软度值接近市售木浆卫生纸的单根纤维柔软度值,高得率竹浆单根纤维柔软度也得到了很大提高。要达到较高的纤维柔软度水平时,纤维素酶的用量较高。其次,使用超声波处理纤维,超声波可以破坏纤维的初生壁和次生壁的S1层,使S2层微纤维暴露,打开纤维结构,促进纤维吸水润胀,提高纤维的柔软度与保水值。超声波提高纤维柔软度的最佳条件为浆浓0.5%、超声功率700 W、处理时间40min。此时高得率竹浆单根纤维柔软度达到29.52×1014/(N·m2),硫酸盐竹浆单根纤维柔软度达到16.58×1014/(N·m2)。超声波辅助纤维素酶处理纤维,超声波对纤维的作用使得纤维素酶与纤维获得更充分地接触,能有效促进纤维素酶对纤维的降解作用,最后得到结构完全被打开的纤维,因此两者结合处理的效果明显优于单独处理的效果,并且可以显著降低纤维素酶用量,使纤维获得更高的柔软度和保水值。在最佳的超声处理条件下,纤维素酶用量为0.06 EGU/g时,高得率竹浆的单根纤维柔软度即可达到32.01×1014/(N·m2),硫酸盐竹浆单根纤维柔软度达到21.61×1014/(N·m2)。经过以上不同方式处理后的纤维,手抄片的性能也发生了改变。由于超声波与纤维素酶的作用并没有切断纤维,同时纤维之间结合力增强,因此在提高纸张柔软度的同时也保留了强度性能。对于硫酸盐浆纤维来说,在0.06 EGU/g的纤维素酶用量下,超声处理40 min时纸页可以达到较好的柔软度69.40;而对于高得率浆来说,当纤维素酶用量为0.06 EGU/g时,10 min的超声处理纸页就可以达到一个很好的柔软度67.20;经过40 min的超声处理加0.06 EGU/g的纤维素酶处理后,硫酸盐竹浆手抄片纸页的松厚度下降了 0.16 cm3/g,高得率竹浆手抄片的松厚度下降了 0.86 cm3/g;超声处理10 min加0.06 EGU/g的纤维素酶处理高得率竹浆时,手抄片纸页抗张指数提高了 5.97N·m/g,而硫酸盐竹浆手抄片的抗张指数则基本保持不变。通过对纤维动力学模型的分析,认为超声波极有可能破化了 σ相的纤维素链结构,使得纤维素酶与纤维接触更充分,获得更多的附着位点,引起氢键破坏,降低结晶度。而XRD、NMR、FT-IR分析结果表明,超声波破坏了纤维素纤维的晶体结构,引起纤维结晶度下降,纤维素酶处理会引起纤维素酶对纤维更深层次的降解,纤维结晶度出现更明显的下降。槽式超声处理器具有处理量大、变量可控制等特点,为超声波辅助纤维素酶处理这一技术的工业化应用提供了可能。将超声波辅助纤维素酶处理放于抄纸工艺前,可以实现绿色生产,并具有一定的经济可行性。面对目前面临的许多难题,要真正实现这一技术的工业化,需要科研人员与仪器制造厂家的共同努力。