速生杨木溶解浆的制备工艺研究

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本论文以速生杨木为原料,通过挤压疏解、预水解(蒸汽爆破处理)、蒸煮、漂白、酶处理,探讨预水解过程中脱除半纤维素的程度,研究预水解对硝酸乙醇纤维素、苯醇抽出物、灰分的影响,同时确定蒸汽爆破处理木片的最适工艺条件,确定水解后硫酸盐蒸煮的最佳用药量。论文还研究探讨了ODED漂白后纸浆的性能,以评价速生杨木制备溶解浆的性能。首先实验探讨了经过挤压疏解后速生杨木的预水解。本段设计了两组三水平三因素的正交实验。一组是未经过挤压疏解的木片经过预水解,一组是挤压疏解后进行预水解。分别从温度、酸用量、液比来分析预水解的效果。温度分别是130℃、150℃、165℃;酸用量为0、0.35%、0.75%;液比是1:3.5、1:5、1:6.5。半纤维素含量最大可以降低到0.6204%,脱除率为98.38%;硝酸乙醇纤维素含量提高至57.57%。灰分和抽出物的含量有适量增加。通过结果分析得出适宜酸预水解条件为:酸用量为0.75%,液比为1:3.5,温度为165℃,此条件下纸浆性能较好。对于爆破处理预水解时采用3MPa停留300s纸浆性能较佳。其次实验探讨了速生杨木蒸煮工艺条件。经过预水解的木片(包括蒸汽爆破预处理)蒸煮工艺条件为用碱量为24%,硫化度为26%,液比为1:5,温度为168℃,保温2h。经过预水解爆破处理后的木片蒸煮工艺条件为用碱量为24%,硫化度26%,液比为1:5,温度为150℃,保温时间为1.5h。实验结果显示,经过蒸汽爆破处理的硫酸盐纸浆的纤维在长度、宽度和细小纤维比例上均优于经过酸水解的硫酸盐纸浆。漂白方法采用的是ODEOPD四段漂白。O段氧压为0.6MPa,浆浓10%,NaOH用量为4%,MgSO4为0.5%,温度为95℃,时间1.5h;D1段二氧化氯用量为2.5%,温度80℃,时间1.5h;EOP段NaOH用量为2.5%,H2O2为0.5%,氧压0.2MPa,温度为95℃,时间1.5h;D2段二氧化氯用量为为1.5%,温度为80℃,时间为3h。经过ODED四段漂白之后纸浆白度为88%ISO。漂白后的纸浆再经过木聚糖酶处理以提高其α-纤维素含量和浆粕的反应性能。酶处理后的纸浆的反应性能为28.9,聚合度为200-500,α-纤维素含量为89.87%,纤维素的结晶度为58.15%。
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