[发明专利]处理木质纤维素材料

说明书

技术领域

本技术主要涉及木质纤维素材料的处理。

背景技术

木质纤维细胞壁的高分子结构主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。这些成分各自具有调整水与木质纤维素材料相互作用的羟基官能团。例如，如木材等木质纤维素材料在潮湿条件下会膨胀，很大程度上原因在于水与细胞壁成分上的羟基之间的氢键。许多基于化学的木材处理方法依赖于共价修饰细胞壁的羟基，从而提高如硬度、尺寸稳定性、耐紫外光性和防腐性等各种木材性质。例如，在乙酰化中，羟基与乙酸酐反应，以将乙酰基引入至木材的细胞壁上。通过减少游离羟基官能和通过引入较少的极性基团，乙酰化的木材表现出吸水能力的显著降低。较大的乙酰基的引入也起到使材料细胞壁胀大进而阻断吸水途径的作用。结果，与未处理的木材相比，乙酰化的木材表现出好得多的耐受如褐腐菌、白腐菌和软腐菌等使木材腐烂的生物体的侵袭的能力。

尽管作为木材防腐技术的乙酰化具有上述优点，但该方法也存在缺陷。特别是，乙酰化需要使用难以处理的化学试剂(乙酸酐)，该试剂会产生必须回收或处置的恶臭的副产品(乙酸)。此外，由于乙酰化工艺通常专门用于化学修饰木材的大部分或全部的羟基官能，因此大量乙酸酐是必需的。

发明内容

根据一个方面，提供一种制备经处理的木质纤维素材料的方法，所述方法包括：使用氧化剂氧化具有羟基的木质纤维素材料以将至少一部分羟基氧化为羧酸基团，可选地使用活化剂活化羧酸基团以形成活化的羧酸基团，和将羧酸基团或活化的羧酸基团与选自氨基酸、肽或其被保护的衍生物的第一含氮试剂反应以提供经处理的木质纤维素材料。在一些实施方式中，木质纤维素材料是木材。在一些实施方式中，氨基酸、肽或其被保护的衍生物为杀生物剂，如杀有害生物剂、杀微生物剂、杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、灭藻剂和灭鼠剂等。在一些实施方式中，杀生物剂对于经处理的木质纤维素材料赋予类似的杀生物活性；于是经处理的木质纤维素材料为杀有害生物剂、杀微生物剂、杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、灭藻剂和灭鼠剂等。

在另一个方面中，根据下述方法提供一种经处理的木质纤维素材料，所述方法包括：使用氧化剂氧化具有羟基的木质纤维素材料以将至少一部分羟基氧化为羧酸基团，可选地使用活化剂活化羧酸基团以形成活化的羧酸基团，和将羧酸基团或活化的羧酸基团与选自由氨基酸、肽或其被保护的衍生物组成的组中的第一含氮试剂反应以提供经处理的木质纤维素材料。

在另一个方面中，描述了一种抑制木质纤维素材料上的真菌生长的方法，所述方法包括：使用氧化剂氧化具有羟基的木质纤维素材料以将至少一部分羟基氧化为羧酸基团，可选地使用活化剂活化羧酸基团以形成活化的羧酸基团，和将羧酸基团或活化的羧酸基团与选自由氨基酸、肽或其被保护的衍生物组成的组中的第一含氮试剂反应以提供经处理的木质纤维素材料。在一些实施方式中，真菌生长得到防止。

在另一个方面中，提供一种组合物，所述组合物包含位于木质纤维素材料表面上的酰胺连接的氨基酸或酰胺连接的肽，其中所述组合物为杀生物剂。在一些实施方式中，酰胺连接的氨基酸为(S)-刀豆氨酸。

以上发明内容只是示例性的，并不意在以任何方式进行限制。除上述示例性方面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征通过参照以下附图和以下详细描述也将变得显而易见。

附图说明

图1是对根据一个实施方式的木质纤维素处理方法的一般性说明。

图2是对根据一个实施方式的由(S)-刀豆氨酸残基官能化的木方的一般性说明。

具体实施方式

在以下详细说明中，参照了构成其一部分的附图。附图中，除非上下文另有规定，否则相似的附图标记通常指示相似的部件。具体实施方式、附图和权利要求中所描述的说明性实施方式并不意味着进行限制。可以采用其他实施方式，并可进行其他改变，而不偏离此处所提出的主题的精神或范围。

如在整个说明书中所述，在此利用多种定义描述该技术。

除非另有规定，否则本文所使用的单数形式“a”、“an”和“the”包括复数指代。因此，例如，对“a cell”的指代包括多个细胞，并且对“a molecule”的指代是对一个或多个分子的指代。

此处所使用的“约”将为本领域技术人员所理解，并将取决于其被使用的上下文而在一定范围内变化。如果在给出了其被使用的上下文时存在本领域技术人员不清楚的项目使用的情况，则“约”指至多该特定项±10%。