季铵化纳米木聚糖制备及其对木材霉变抑制作用的研究

市场上的木材抗菌剂常含有重金属等有害物质，对环境造成污染，因此开发绿色、环保的抗菌剂显得尤为重要。木聚糖作为一种天然且可再生的生物质材料，具有极大的潜力被改性成为高效的抗菌剂。从玉米(Zea mays L.)的秸秆中提取木聚糖并制备纳米木聚糖(XYL)，在碱性环境下制备木聚糖得率最高的优化工艺条件为：碱液浓度10％、处理温度80℃、处理时间2.5h和固液比1∶20.采用二次碱处理法制备纳米木聚糖，最佳制备工艺参数：当处理温度为58.79℃、处理时间为2.03h、碱浓度为2.99％时，纳米木聚糖粒径为9.55nm.其较小的粒径和较高的比表面积有助于提升抗菌效率。对纳米木聚糖季铵化改性，分别以2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTA)、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHMAC)为季铵化试剂制备环氧基季铵化纳米木聚糖(QX)和羟丙基季铵化纳米木聚糖(CX)。通过核磁氢谱、红外光谱等表征验证了QX、CX的合成。季铵化试剂在水溶液中产生季铵阳离子，通过静电吸附到微生物细胞膜上，抑制其生长。按照中国国标《防霉剂对木材霉菌及变色菌防止效力的实验方法》(GB/T18261-2013)，QX和CX两种抗菌剂对黑曲霉(Aspergillus niger)和可可球二孢(Lasiodiplodia theobromae)的抑制效果可达99％，QX效果更优。这种环保高效的抗菌剂为开发生物基杀菌剂提供了新思路。