桉木硫酸盐浆TCF漂白工艺的研究

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我国造纸工业近几年发展迅速,但造纸用原料木材匾乏,所以林浆纸一体化是中国造纸工业发展的必由之路。桉树生长快,制浆造纸性能优良,是我国“林纸一体化”工程中重点推广的速生树种之一,发展桉树制浆对促进我国造纸工业的可持续发展具有重要意义。本论文以我国南方的速生桉木为原料,进行了硫酸盐蒸煮和全无氯(Total Chlorine Free,简称TCF)漂白的研究,比较了筛前和筛后硫酸盐浆TCF漂白的不同点,并分析了过氧化氢和压力过氧化氢漂白残留木素结构的异同点,为速生桉木的清洁制浆提供理论依据和技术支持。研究了桉木硫酸盐浆氧脱木素工艺条件,得出单段氧脱木素的较佳工艺条件为用碱量3.0%,时间80min,浆浓10%,温度90℃-100℃,氧压0.5Mpa。在氧脱木素其它条件不变的情况下,只改变氧脱木素的时间分配,确定出较佳的双氧脱木素工艺条件:O1段时间为20min,O2段时间为60min。两种氧脱木素的浆样性质相差不大,但双氧脱木素浆的粘度较单段提高了68.5mL/g。对桉木硫酸盐筛前浆和筛后浆分别进行TCF漂白的比较研究。结果表明:经过O/OQPo漂白后,筛前终漂浆白度为85.2%ISO,比筛后终漂浆的白度高4.2%ISO;粘度为648.8mL/g,比筛后终漂浆粘度高40.2mL/g,两者终漂浆的得率相差不大,都在97%左右。手抄片分析结果表明,筛后终漂浆的物理性能比筛前终漂浆的物理性能稍好。研究了滤液回用比例对过氧化氢漂白的影响。结果表明:随着滤液回用比例的增加,浆样的白度和粘度先增加后降低,得率逐渐升高。当回用比例在40%到60%之间时,浆样的白度在80%ISO以上,粘度在530mg/L以上,此时的白度增值率最高,粘度降低率最低。采用酶-弱酸水解方法对桉木螯合预处理,过氧化氢漂白,压力过氧化氢漂白浆中的木素进行了分离,利用红外光谱、紫外光谱和核磁共振波谱对木素结构的变化进行了分析。木素的红外光谱分析结果表明,三种木素均具有典型的木素红外光谱特征。Po段木素没有C=O伸缩振动,说明压力过氧化氢对羰基的破坏要比过氧化氢的多一些;P段和Po段木素在1224 cm-1和1125 cm-1处没有吸收峰,说明不存在紫丁香基C-O伸缩振动和紫丁香基苯环C-H振动,这说明在过氧化氢漂白过程中对紫丁香基的降解比较多。木素的紫外吸收光谱分析表明,三种木素在242nm和274nm处均有吸收,但是峰的强度依次减弱。木素的31P-NMR定量分析表明,木素中脂肪族羟基的含量是最高的;三种木素的总酚羟基含量依次减少,这说明在过氧化氢漂白过程中木素结构单元发生了开环反应;三种木素的羧基含量比较可以看出,Po段木素的羧基含量最低,这是因为在过氧化氢漂白过程中,过氧化氢与木素的反应是以将木素的侧链降解为主,使木素进一步的溶出。
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