生物酶预处理对杨木高得率浆配抄性能的影响

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为了解决我国造纸工业面临的资源和环境问题,近些年高得率制浆技术得到了迅速发展。高得率制浆技术具有纤维资源利用率高、生产成本低、污染负荷小等优点,但其存在的物理强度低、白度稳定性差等问题限制了其应用范围的进一步扩大。用生物酶对高得率浆料进行预处理以降低磨浆能耗,改善高得率浆的物理和光学性能,提高高得率浆的配抄性能,进一步扩大高得率浆的应用范围。本论文首先对杨木APMP和P-RCAPMP浆进行纤维素酶和木聚糖酶预处理,然后分别与针叶木漂白硫酸盐浆(BKP浆)进行配抄,分析探讨了酶处理对杨木高得率浆打浆性能影响,并对抄造纸页的各项性能指标进行了检测。利用纤维质量分析仪(FQA)、环境扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)等多种现代分析仪器技术,分析生物酶预处理前后高得率浆纤维形态及结构的变化,进而探讨了酶预处理对杨木高得率浆配抄性能的影响。探讨了纤维素酶预处理对杨木APMP浆配抄性能的影响。结果表明,APMP浆与BKP浆配抄所选用的适宜打浆度约45°SR;酶处理后APMP浆打浆能耗约降低12~19%,保水值提高近12.6%;经过纤维素酶预处理的APMP浆与KP浆配抄后,纸张的裂断长、撕裂指数、耐破指数及耐折度分别提高了6.1%、44.6%、30.3%、10%,白度和不透明度有所降低;对于改善APMP浆与BKP浆配抄性能方面,纤维素酶最佳处理条件为:酶用量30IU/g,APMP浆的配抄比例范围为60%~80%,在此配抄范围内,纤维素酶处理对配抄纸页的改善作用明显。FQA、SEM、XRD、FTIR分析结果表明纤维素酶处理后纤维柔软而且有弹性,纤维平均长度增加,细小纤维组分含量减少,结晶度提高近1.74%,明显改善了杨木APMP浆配抄纸页的强度性能。探讨了木聚糖酶AU-PE89预处理对杨木APMP浆配抄性能的影响。结果表明,酶处理后APMP浆打浆能耗降低20%,纸浆保水值随着酶用量的增加呈现先上升后下降的趋势;经过酶预处理的APMP浆配抄后的纸张强度性能指标具有不同程度增加,耐破指数可提高21%,耐折度提高50%;配抄纸张的白度提高0.9%ISO,不透明度有明显下降;对于改善APMP浆与BKP浆配抄性能方面,木聚糖酶最佳处理条件为:酶用量为20IU/g~30IU/g,APMP浆的配抄比例范围为60%~80%,在此配抄范围内,木聚糖酶处理对配抄纸页的改善作用明显。FQA、SEM、XRD、FTIR分析结果表明木聚糖酶处理后纤维柔软而且有弹性,易出现分丝帚化,纤维平均长度增加,细小纤维组分含量减少,结晶度提高近3.1%,提高了杨木APMP浆配抄纸页的物理强度。探讨了木聚糖酶AU-PE89预处理对杨木P-RC APMP浆配抄性能的影响。结果表明,杨木P-RCAPMP浆与BKP浆配抄较适宜的打浆度为52°SR;酶预处理后P-RCAPMP浆打浆能耗约降低16%,保水值随着酶用量的增加出现先上升后下降的趋势;经过酶预处理的P-RC APMP浆所配抄纸页的撕裂指数、耐破指数、耐折度分别提高23%、27%、40%,裂断长稍有增加;配抄纸张的白度提高1.7%ISO,不透明度有所下降;采用木聚糖酶预处理的P-RC APMP浆与BKP浆配抄的最佳处理条件为:酶用量为30IU/g~40IU/g,P-RCAPMP浆的配抄比例范围为70%~90%,在此范围内,木聚糖酶预处理对配抄纸页改善作用明显。FQA、SEM、XRD、FTIR分析结果表明木聚糖酶预处理可以提高纤维的柔韧性,使纤维变得柔软而有弹性,纤维平均长度增加,细小纤维组分含量减少,结晶度提高2.28%,配抄后纸张的强度性能得到了改善。
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