碱/酶漂前处理SCMP竹浆纤维表面性质及其对漂白性能影响的研究

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本论文以SCMP竹浆为原料,利用Bauer-McNett纤维筛分仪筛分出R30目、R100目、R200目、R300目四个级别的纤维,首先对各组分浆料的性能进行了研究,并对比分析了碱抽提、木聚糖酶预处理及木聚糖酶和碱共同预处理三种漂前预处理方式对纸浆的作用,然后采用纤维质量分析、紫外光谱分析、高效液相色谱、扫描电镜、XPS、AFM等方法研究不同组分竹浆纤维表面的性质及其对纸浆性能的影响,研究结果如下。对SCMP竹浆原材料的研究发现其平均纤维长度为1.27mm,宽为17.05nm,随着纤维组分的增加,纤维长度减小,经预处理后各级别纤维长度均减小。其中11300大多数纤维形态呈长方形片状,边缘较厚,向内卷曲,有别于纤丝状纤维形貌。在SCMP竹浆中R30-R100百分含量为68.97%,R200百分含量为4.92%,R300百分含量为10.24%,苯醇抽出物含量依次为0.35%、0.36%、0.50%,木素含量依次为:19.29%、21.29%、38.75%,两段过氧化氢漂白白度依次为72.23%ISO、69.58%ISO、53.55%ISO, PC值依次为1.43、2.16、2.37。随着纤维尺寸的减小,苯醇抽出物、木素含量及返黄值增大,白度降低。在未经漂白的纸浆中,R200纤维的白度最高为32.5%ISO,其他目数纤维未漂浆白度相近约为28%ISO,不同目数纤维未漂浆经碱抽提预处理后白度分别下降了2-6%ISO,经木聚糖酶预处理后白度分别升高了I-4%ISO,不同级别的纤维经漂前预处理后,漂白浆白度由高到低依次为R200>R30>R300,其中R30纤维最容易被漂白,R300则会降低浆料的光学性能。碱抽提可以提高纸浆的可漂性,木聚糖酶预处理可以提高纸浆白度.经碱抽提和木聚糖酶预处理后,R300抽提液木素及含糖量均大于R30纤维。SEM结果表明,经碱抽提后纤维表面变得褶皱不光滑,出现剥落的碎片,暴露出微细纤维;经木聚糖酶预处理后纤维表面出现孔洞,碎片减少,有别于碱抽提预处理。其中经碱抽提后纤维受损程度大于木聚糖酶预处理后的纤维受损程度,AFM结果显示,R30纤维和R300表面均覆盖含有木素和抽出物的颗粒状物质,其中R300表面更为密集。经过碱抽提预处理之后,纤维表面角质层剥落,暴露出微细纤维束,其中R300在预处理后纤维表面破坏更为严重。由此可知在相同条件下R300更容易与预处理液反应。由XPS结果显示,纸浆表面抽出物的含量对白度的影响比木素更大,R30目纤维相对于R300表面木素含量较低,抽出物含量较高,经碱抽提后,二者表面抽出物均升高,经木聚糖酶预处理后纤维表面抽出物含量降低。经过过氧化氢漂白后,碱抽提预处理的白度高于木聚糖酶预处理后纸浆的白度,碱抽提预处理可提高纸浆的可漂性。
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