自水解具有经济、环保的优点,是制浆造纸行业有前景的预提取半纤维素的方法。制浆前,通过使用自水解预处理技术将木质纤维原料中的半纤维素部分或者全部提取出来,用于生产高附加值产品,剩余部分用于化学机械法或化学法制浆。这样既可以生产传统的纸浆产品,又能实现木质纤维原料中各化学组分的高值化利用。在化学机械法制浆过程中,良好的药液浸渍,可以提高良浆得率、降低磨浆能耗、减少制浆时间等。木质纤维原料经过自水解预处理后,其物理性能和化学组成发生的变化会对化学机械法制浆过程中的碱液浸渍产生怎样的影响呢?目前,这方面的研究尚不全面,并且自水解过程中,表面木素的变化对后续碱液浸渍效果影响的研究尚未见报道。针对这一问题,本论文以不同自水解预处理强度的杨木边材木片作为实验原料,研究了杨木边材木片在自水解预处理过程中物理性能(总孔容、体积孔隙率和比表面积)和化学组成(半纤维素、乙酰基、木质素、表面木素和抽出物)的变化,通过逐步回归分析定量研究了其对后续碱液浸渍行为(NaOH溶液的吸收量和NaOH的消耗量)的影响,全面系统地研究了自水解对后续碱液浸渍过程的影响。首先,研究了自水解杨木边材木片的物理性能以及化学组成的变化。研究结果表明,杨木边材木片经过自水解预处理后,比表面积、总孔容和体积孔隙率都明显增加,随着杨木边材木片的自水解预处理强度从2.78增加至130.59时,比表面积从1.320 m2/g 增加至 2.731 m2/g,总孔容从 3.07×10-3 cm3/g 增加至 9.68×10-3 cm3/g,体积孔隙率提升了 5.4%。经过自水解预处理后的杨木边材木片,联合水解因子为130.59的木片的抽出物含量相比于联合水解因子为2.78的木片大约提高了 5倍,聚木糖含量和乙酰基含量分别减少了 61.3%和70.6%,酸不溶木质素含量和酸溶木质素含量分别减少了 20.1%和53.8%。以X射线光电子能谱仪与扫描电镜能谱为研究手段,得出自水解预处理后的杨木边材木片表面出现了木质素液滴,并且随着联合水解因子的增加而逐渐增加。其次,将自水解后的杨木边材木片用于后续的碱液浸渍过程,以碱液浸渍过程中NaOH溶液的吸收量和消耗量为表征方法,研究自水解过程中产生的表面木素对后续碱液浸渍的影响。研究结果表明,随着自水解杨木边材木片的表面木素浓度从80.12%上升至97.66%时,其NaOH溶液吸收量和消耗量分别提高了 51.1%和25.1%。再有,以自水解后杨木边材木片的物理性能和化学组成变化为自变量,以NaOH溶液的吸收量和消耗量为因变量,通过逐步回归分析研究表面木素浓度对后续碱液浸渍过程的影响。研究结果表明,与体积孔隙率相比,表面木素的存在对后续化学机械制浆中的碱液浸渍过程几乎没有影响。自水解杨木边材木片的物理性能对化学机械制浆中碱液浸渍过程的影响,远大于化学组分对其产生的影响。最后,本论文得出研究结论:在化学机械法制浆过程中,自水解预处理可以促进碱液进入自水解杨木边材木片,软化木质纤维原料胞间层中的木质素,从而使纤维更容易分离,使后续磨浆更加容易;自水解预处理与化学机械法制浆相结合,既可以使半纤维素得到高值、高效利用,又可使制浆过程清洁化,减少纸浆中残存的阴离子垃圾对抄纸过程的负面影响。本论文的研究对于促进生物质精炼与制浆造纸产业的结合具有重要意义。