思茅松高黏度低硬度纸浆回用及其性能研究

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随着我国造纸工业的迅速发展,产量不断增加,原料短缺和环境污染已经成为影响我国造纸工业发展的主要问题。如何增加二次纤维循环利用的次数和回用时纸张的质量,已经成为当前急需解决的问题。论文以云南有代表性的针叶木思茅松为原料,对其采用硫酸盐法制浆。在两种浆黏度相差200 mL·g-1以上、卡伯值相差1以内的条件下,实验分别采用了常规法和低温法制浆。全文以黏度为主线,探讨了两种纸浆在回用过程中漂白、打浆、老化等工艺对纸张物理和化学性能的影响。两种蒸煮方法得到的纸浆黏度相差311 mL·g-,卡伯值相差0.28。两种未漂白浆按国标抄纸老化并回用,其结果表明:随着回用次数的增加,两种浆的物理强度除了撕裂指数有回升外,其它的物理强度指标都在减小,且低温浆减小程度明显高于常规浆。在回用过程中,纤维的黏度变化与裂断长呈一定的线性关系。随着回用次数的增加,两种浆的结晶度增大,纤维的润胀能力下降,提高黏度后的纸浆的纤维角质化程度小于常规浆。未漂白浆纤维孔径和比表面积随着回用次数的增加而减小,经过5次回用后纤维的孔径主要集中在中孔范围内的7nm附近,低温未漂浆的孔关闭程度、角质化程度都小于常规浆。两种未漂浆在回用中不打浆的情况下,经过相同的回用次数后,常规浆的打浆度上升比低温浆的快,低温浆纤维的数均长度、细小组分明显高于常规浆。未打浆抄造的纸张的撕裂指数、裂断长、耐破度等物理强度都明显低于打浆组。经过5次回用后的低温、常规浆的未打浆的黏度比打浆的黏度分别高33 mL·g-1、30mL·g-1,说明打浆对纤维的黏度影响不大,但打浆可以提高纸浆的保水值,改善纤维的润胀能力。回用过程中,在相同的老化程度条件下,干热老化法的纸张纤维的黏度下降较大,回用纸张的物理强度较紫外光恒温恒湿老化法的要低。回用过程中紫外光恒温恒湿老化法主要引起纸浆中木素结构的变化,对氢键的形成影响较小。无论采用什么老化方法,低温浆的结晶度都要低于常规浆,润胀能力都强于常规浆。经过漂白后两种浆的白度达到70%ISO,但漂白使纸浆黏度发生了大幅度的下降,漂白后低温浆的黏度降至696mL·g-1,常规浆的降至589mL·g-1,但在之后的回用过程中,漂后浆黏度的下降幅度却比较平缓,所以漂白是纸浆黏度下降的主要因素。漂后浆的纤维质量变化规律与未漂浆基本一致,只是纸张的物理强度等指标都出现了相应的下降。漂后浆纤维的结晶度也是呈上升趋势,但其结晶度比未漂浆高出将近1个百分点,相应的纤维润胀能力也不如未漂浆。漂白后的纸浆纤维孔径整体向小孔径迁移并集中在4nm左右,且开始有微孔生成。总体来看,低温浆在纸张强度、润胀能力等方面都比常规浆好。
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