论文部分内容阅读
木材流体传输性能研究一直是木材应用基础理论研究的主要内容。在制浆造纸领域,浸渍液或蒸煮药液在木材中的流体传输性能对化学浆和高得率浆的制浆过程,如成浆性能、蒸煮时间、磨浆能耗等,均具有较大影响。基于木材流体传输性能对制浆造纸领域的重要作用,本研究在对所用杨木原料的化学组成及物理结构进行全面分析的基础上,通过专用设备对杨木NaOH浸渍过程中影响流体传输性能的扩散过程和渗透过程分别进行了研究,探讨了温度、浓度、试样厚度、试样含水率、边心材、纵横向等因素的影响。通过原料分析得出实验用杨木原料化学组成及纤维形态等均具有阔叶材的典型特征,虽与列举的其它阔叶树种有一定的差异,但均在合理的范围内,具有一定的代表性。同时,由原料边材和心材分析可以初步得出实验用原料边材的流体传输性能优于心材,而且通过后续扩散过程和渗透过程的研究发现,边材和心材纵向流体传输的差异性远大于横向。NaOH浸渍扩散实验表明,杨木NaOH浸渍扩散过程可分为反应主导阶段,反应与扩散并存阶段,扩散主导阶段三个阶段;同时,通过单因素实验对温度、NaOH浓度、试样厚度、试样含水率等四个因素对NaOH浸渍扩散过程的影响进行了研究。结果表明,温度与厚度对扩散过程影响最大,但纵向扩散的扩散系数基本不受木块试样厚度的影响。浓度主要影响拐点值,即扩散过程以脱乙酰基及木素烷基芳基醚键断裂为主的化学反应过程,而含水率因素对浸渍扩散过程影响较小,但含水率饱和条件下的拐点值明显低于非饱和条件下的拐点值。NaOH浸渍渗透实验表明,杨木NaOH浸渍横向渗透为逐层渗透过程,单位渗透体积量与渗透时间呈线性关系。纵向渗透过程可分为快速渗透阶段(第一阶段)和慢速渗透阶段(第二阶段)二个阶段。此外,在本实验条件下适当提高浸渍温度和NaOH浓度均能不同程度的改善浸渍渗透效果,而木块试样厚度和含水率对渗透过程均有不同程度的负面影响。