本论文利用化学、红外和紫外光谱、X射线衍射等分析方法对新型蒸煮助剂绿氧的有效成分进行了定性和定量分析,分析结果显示,绿氧是由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚类物质,Na2SO3组成,各成分含量分别30.3%、8.8%、59.3%。由分析结果可知,在蒸煮过程中,绿氧中起催化作用的成分为蒽醌,它能氧化纤维素和半纤维素的醛末端基为羧基,生成的蒽氢醌,在碱性条件下生成强的亲核试剂,利于木素的碎解。少量的亚硫酸钠在蒸煮过程中也有助煮的作用,另外S032-是强的亲核试剂,可使木素碎解、磺化,增加木素的脱除。所以在蒸煮过程中绿氧中亚硫酸钠的存在与蒽醌都有显著的助煮作用。绿氧中所含的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂使得蒸煮液具有很强的润湿、渗透能力,促进烧碱迅速将纤维表面润湿并渗透到内部,缩短蒸煮时间。另外脂肪醇聚氧乙烯醚亲水端和原料中发色金属离子能发生络合作用,因而能使蒸出的浆颜色较浅,易于漂洗,洗后浆颜色白度较高。绿氧在草类原料的蒸煮过程中可发挥显著的作用,但其在木材原料的蒸煮过程中效果却不是很明显,随着“林纸一体化”的提出,适合于木材原料的蒸煮助剂将会有更大的需求。本论文模拟制浆蒸煮过程升温阶段,将加有不同表面活性剂的硫酸盐法蒸煮液与杨木片接触20min后开始升温,温度从20℃升高到100℃,在此过程中测定不同温度下蒸煮液进入木片中的体积,以及残余液体中溶出物质的浓度。为确定溶出物质的成分,我们将溶出物质做红外光谱分析,并且与杨木有机溶剂抽出物的红外光谱进行对比,对比显示,常压下渗透液溶出的物质与杨木有机溶剂抽出物相同,为脂肪酸及其部分酯化的脂肪酸类物质。研究显示,加入不同表面活性剂的蒸煮液,渗透实验过程中溶出的脂肪酸及其部分酯化的脂肪酸类物质的量有所不同,十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和NP-40的效果均好于绿氧,蒸煮初期,这些有机物质的溶出有利于加速蒸煮药液向原料中渗透的速率,另外有机物质的溶出为木素的溶出打开了通道,故渗透实验的结果可作为蒸煮助剂筛选表面活性剂的依据之一。硫酸盐法蒸煮是在一定浓度的碱溶液中进行的,而NaOH溶液的表面张力很高,渗透到纤维内部较难,故在蒸煮过程中加入表面活性剂,有利于降低溶液的表面张力,增加蒸煮液对原料的润湿能力,从而加速蒸煮液的渗透扩散以及原料的润涨作用,使蒸煮液能有效快速的发挥作用。实验中我们将渗透实验筛选出的几种表面活性剂加入蒸煮液后,测定其表面张力,结果显示加入绿氧与十二烷基苯磺酸钠蒸煮液的表面张力分别为45.2mN/m,45.4mN/m,接近于纤维素的表面张力45mN/m。经过蒸煮助剂组分优化,将筛选出的几种表面活性剂按蒽醌30%、表面活性剂10%、Na2SO360%的比例复配成蒸煮助剂,然后用在杨木硫酸盐法的蒸煮过程中,结果显示在浆料卡伯值和粘度接近的情况下,蒸煮助剂中复配十二烷基磺酸钠蒸煮后浆料的细浆得率比绿氧蒸煮后浆料的细浆得率高2.04%。