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中国造纸 2001年第4期20卷 5-8页

作者：王旭张运展杨汝男华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州510641 大连轻工业学院大连116034

对辽宁东部山区混合阔叶木APMP制浆机理进行了研究。实验结果表明：混合阔叶木成浆后，各化学组分的含量明显减少，因而使成浆得率明显偏低。对制浆各段二氧六环木素的光谱分析表明：在制浆过程中，H2O2 破坏了木素中的共轭羧基使白度... 详细信息

对辽宁东部山区混合阔叶木APMP制浆机理进行了研究。实验结果表明：混合阔叶木成浆后，各化学组分的含量明显减少，因而使成浆得率明显偏低。对制浆各段二氧六环木素的光谱分析表明：在制浆过程中，H2O2 破坏了木素中的共轭羧基使白度提高，但同时又生成了一定量的非共轭羰基和羧基并保留在浆中。

关键词：混合阔叶木 APMP 化学组分二氧六环木素制浆机理造纸

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甘蔗渣1，4-丁二醇溶剂法制浆工艺及机理研究

甘蔗渣1，4-丁二醇溶剂法制浆工艺及机理研究

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作者：王景全广西大学

学位级别：硕士

有机溶剂法制浆的生产过程无臭气、成浆容易漂白、木素和其他副产品容易回收进行综合利用,是一种无硫的清洁化制浆工艺。其中以乙醇和甲醇为代表的低级脂肪醇(沸点小于100℃)是溶剂法制浆最常用的有机溶剂,但是这类溶剂具有沸点低、高... 详细信息

有机溶剂法制浆的生产过程无臭气、成浆容易漂白、木素和其他副产品容易回收进行综合利用,是一种无硫的清洁化制浆工艺。其中以乙醇和甲醇为代表的低级脂肪醇(沸点小于100℃)是溶剂法制浆最常用的有机溶剂,但是这类溶剂具有沸点低、高挥发性和易燃等特性,在制浆过程易产生高压,对制浆设备及过程操作的安全性要求很高,而且溶剂回收困难。为此,本研究以高沸醇(1,4-丁二醇,沸点:235℃)为溶剂,探索甘蔗渣高沸醇溶剂法制浆的工艺及其机理。研究内容主要包括:制浆工艺、浆料洗涤工艺、蒸煮反应历程、脱木素反应和碳水化合物降解动力学。研究结果如下:1、甘蔗渣高沸醇(1,4-丁二醇)为溶剂的制浆蒸煮工艺探索试验表明:温度对蒸煮效果影响最大,从同时制备木素和纸浆的角度,适宜的蒸煮工艺条件为:1,4-丁二醇醇溶剂浓度60%,蒸煮温度190℃,蒸煮时间90min,液比1:6。2、酸催化对甘蔗渣1,4-丁二醇溶剂法制浆的影响研究表明:(1)酸催化剂(甲酸、醋酸、柠檬酸)的加入能够明显加快木素脱除,能降低蒸煮最高温度和减少保温时间,其中柠檬酸的催化效果最为明显;(2)加入甲酸、醋酸、柠檬酸作为催化剂和未添加催化剂的1,4-丁二醇制备的浆料物理性能指标比较显示:加入酸催化剂会使浆料抄纸强度下降;(3)红外分析表明:加入酸催化剂对1,4-丁二醇制浆过程获得的木素的结构影响不大。3、甘蔗渣1,4-丁二醇制浆洗涤工艺的研究结果:通过洗涤前后浆料卡伯值变化表明,洗涤段数、洗涤溶剂浓度是高沸醇溶剂制浆的浆料洗涤最大影响因素。纤维表面SEM分析显示:水洗不能有效洗掉溶剂制浆的浆料纤维表面吸附的木素,两段溶剂洗涤能有效洗掉附着在纤维表面的溶出木素。本实验条件下,甘蔗渣1,4-丁二醇制浆的浆料洗涤适宜工艺为:洗涤溶剂浓度大于60%,时间30min,温度80℃,液比1:6,溶剂洗涤段数2段。4、蒸煮反应历程研究表明:甘蔗渣1,4-丁二醇蒸煮制浆体系的pH值对蒸煮过程中碳水化合物和木素的溶出影响较大,蒸煮前期两者溶出速率较快,后期趋于平缓。甘蔗渣1,4-丁二醇蒸煮脱木素动力学表现出两个阶段:木素主要脱除阶段和木素残余脱除阶段,各阶段木素浓度对脱木素反应均为拟一级反应,主要木素脱除阶段和残余木素脱除阶段活化能分别为98.6kJ/mol和152.3kJ/mol。1,4-丁二醇蒸煮甘蔗渣制浆过程各阶段碳水化合物浓度对碳水化合物降解反应均为拟一级反应,主要碳水化合物降解阶段和残余碳水化合物降解阶段的活化能分别为117.4 kJ/mol和125.9 kJ/mol。本论文提出了适合甘蔗渣制备纸浆和分离木素的高沸醇(1,4-丁二醇)溶剂法蒸煮和浆料洗涤工艺,探索了甘蔗渣1,4-丁二醇溶剂法蒸煮反应规律。为甘蔗渣等农林废弃物建立在清洁制浆基础上实现分离纤维、木素、糖类等组分并进行综合利用的生物炼制模式提供前期研究基础数据。

关键词：甘蔗渣 1,4-丁二醇高沸醇溶剂法制浆脱木素动力学制浆机理生物炼制

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麦草环保型氧碱制浆新技术研究

麦草环保型氧碱制浆新技术研究

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作者：卢立正天津科技大学

学位级别：硕士

麦草作为丰富的可再生非木材纤维资源，在我国造纸工业中占有重要地位。麦草原料经过碱浸渍和氧碱蒸煮的两段氧碱法制浆可获得高得率、白度和高强度的纸浆。本论文对麦草氧碱制浆特性、制浆机理、制浆黑液回用及氧碱浆的漂白特性等进行... 详细信息

麦草作为丰富的可再生非木材纤维资源，在我国造纸工业中占有重要地位。麦草原料经过碱浸渍和氧碱蒸煮的两段氧碱法制浆可获得高得率、白度和高强度的纸浆。本论文对麦草氧碱制浆特性、制浆机理、制浆黑液回用及氧碱浆的漂白特性等进行了初步研究。碱浸渍效果在很大程度上影响着氧碱制浆的效果。适宜的碱浸渍液比为1：10、碱浸渍浓度为1％NaOH，在此条件下，90℃的碱浸渍温度是获得良好制浆效果的前提。碱浸渍后原料氧碱蒸煮的最佳条件为：NaOH用量8％，液比1：4，最高温度120℃，保温30分钟，初始氧压5kg／cm。在相近的脱木素程度下同Soda-AQ浆相比，氧碱浆得率高5％，白度高19％ISO。并且在相同的打浆度下，氧碱浆的耐破度和撕裂度同Soda-AQ浆基本相同，但氧碱浆的抗张强度远大于Soad-AQ浆。氧碱制浆黑液SiO含量明显低于Soda-AQ制浆黑液，黑液易于处理。氧碱制浆黑液中的碳水化合物和木素含量同Soda-AQ制浆黑液相比有明显的下降。研究表明黑液经过5次封闭循环使用，仍能获得理想的制浆效果。氧碱蒸煮时碳水化合物的溶出主要发生在升温过程，在保温过程中碳水化合物含量变化并不明显。但气相色谱分析表明浆料中碳水化合物各组分相对含量的变化非常明显。主要表现在聚葡萄糖和聚木糖含量的明显下降和聚甘露糖、聚半乳糖含量的明显升高上。氧碱蒸煮中残余木素的脱除同碳水化合物的溶出不同，从升温至保温30分钟内，残余木素含量的下降都比较明显。氧碱制浆中木素芳环的断裂和HOO生成也是Soda-AQ制浆所不具备的。氧碱浆原浆白度高，可漂性好。用NaClO进行单段漂白，漂至70％ISO左右的白度同Soda-AQ浆相比可节约60％-80％的有效氯。氧碱浆经AP、QP或QP漂白可漂白至70％ISO以上的白度。经过适当的KMnO或过碳酸钠预处理，氧碱浆漂白白度可达80％ISO以上。

关键词：麦草碱浸渍氧碱蒸煮制浆机理黑液回用 SiO2 H2O2漂白

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湿法堆存预处理介入蔗渣氧碱制浆性能的研究

湿法堆存预处理介入蔗渣氧碱制浆性能的研究

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作者：包丽昆明理工大学

学位级别：硕士

随着我国造纸业的飞速发展,原料短缺及环境问题已日益成为制约我国造纸工业发展的主要问题之一。将清洁环保的氧碱制浆技术与湿法堆存预处理相结合,并充分利用非木材纤维原料,这有利于缓解我国原料短缺的现状及环境压力。本论文以农业... 详细信息

随着我国造纸业的飞速发展,原料短缺及环境问题已日益成为制约我国造纸工业发展的主要问题之一。将清洁环保的氧碱制浆技术与湿法堆存预处理相结合,并充分利用非木材纤维原料,这有利于缓解我国原料短缺的现状及环境压力。本论文以农业固体废弃物—蔗渣为原料,研究湿法堆存pH值预处理对蔗渣原料、堆存废液及后续氧碱制浆性能的影响,优化湿法堆存预处理蔗渣氧碱制浆的工艺条件。并通过XRD、XPS、IR等现代仪器分析手段对湿法堆存预处理后蔗渣原料及其氧碱浆中的成分进行分析,明确湿法堆存预处理过程对蔗渣氧碱制浆性能改善的相关机理。研究结果表明:蔗渣湿法堆存过程中,蔗渣通过自然接种、在不外加营养物质的情况下,可利用蔗渣自身及堆存过程溶出物作为营养物质生长繁殖。在堆存喷淋液和微生物的共同作用下,碳水化合物和木素等物质由蔗渣中降解进入堆存废液中。研究范围内,综合原料性质和制浆造纸性能,确定湿法堆存预处理的最佳pH值为6.0,堆存天数为16天。在此条件下预处理后的蔗渣原料其化学成分指标是:聚戊糖含量18.12%,纤维素含量49.62%,综纤维素含量76.09%,Klason木素含量20.48%,酸溶木素含量1.41%,苯醇抽出物含量1.10%;较未经湿法堆存蔗渣的综纤维素含量有所提高,酸溶木素含量和苯醇抽出物含量降低。此原料在用碱量23%,氧压0.6 MPa,MgSO4用量0.5%,浆浓12%,最高温度100℃,升温时间60 min,保温时间180 min条件下氧碱制浆后,各指标分别为:细浆得率为 60.00%,Kappa 值 14.1,黏度 704 mL/g,白度:50.43%ISO,残碱 2.48g/L;与空白对照样比较,制浆细浆得率提高了 2.93%,黏度提高了 100 mL/g,制浆废液中的残碱有所提高,但纸浆的Kappa值提高了 0.9,白度下降6.77%ISO。其氧碱浆纸页的物理性能指标分别为:抗张指数54.62N·m/g,撕裂指数4.32mN·m2/g,耐破指数2.53 kPa·m2/g,耐折度45双折次;与空白对照样相比,抗张指数提高了 1.92 N·m/g,撕裂指数提高了 0.33 mN·m2/g,耐破指数提高了 0.05 kPa·m2/g。湿法堆存提高蔗渣氧碱制浆造纸性能的机理可能是蔗渣湿法堆存过程中,随着堆存时间的延长,蔗渣中小分子木素、低分子量和低结晶度的碳水化合物的降解和溶出增加,使得蔗渣原料的孔隙率和结晶度有所提高,使后续制浆的脱木素选择性提高,纤维损伤降低,纸浆结晶度提高。这可能是湿法堆存后蔗渣制浆得率高和纸浆强度提高的原因。

关键词：蔗渣湿法堆存预处理氧碱制浆制浆机理

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