杂交鹅掌楸自水解制溶解浆工艺研究

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随着人口的日益增加,可耕地面积的不断减少,棉花产量的下降,人们环保意识的增强,需要寻找一种可持续的粘胶纤维原料来替代不可再生的石油。因此,本研究以阔叶木杂交鹅掌楸为原料,制备符合粘胶纤维生产的溶解浆。论文主要研究了杂交鹅掌楸的纤维形态、化学组成、预水解工艺、硫酸盐蒸煮工艺和漂白工艺技术。主要工艺和实验结果如下:(1)研究所用杂交鹅掌楸纤维平均长度1.6mm,长宽比59.6,均优于杨木;杂交鹅掌楸综纤维素含量82.7%,高于杨木,而木质素含量19.9%,戊聚糖含量15.1%,低于杨木,可知杂交鹅掌楸具有良好的制浆造纸性能,适于制备溶解浆。(2)通过对杂交鹅掌楸水预水解工艺的研究,得出最佳预水解工艺条件为:液比3:1,最高温度170℃,P-因子700;预水解后木片戊聚糖含量为5.9%,戊聚糖降低达60%。(3)通过红外光谱表征,判断预水解液沉淀物为木素/LCC类物质。(4)杂交鹅掌楸预水解后硫酸盐法蒸煮,实验条件为用碱量18%(NaOH计),硫化度20%,液比3.5:1,H-因子1000,得到得率34.6%,戊聚糖含量4.6%,卡伯值10.5,白度36.8%ISO的浆料;在相同蒸煮条件下,杂交鹅掌楸常规硫酸盐法可制得得率43.7%,戊聚糖含量13.4%,卡伯值21.6,白度24.4%ISO的浆料,通过预水解可降低浆料的卡伯值和戊聚糖含量,提升浆料白度,可为后续浆料漂白节省药品。(5)通过对杂交鹅掌楸预水解硫酸盐浆氧脱木素的用碱量、氧压、温度和时间四因素三水平正交实验研究发现,用碱量和温度对氧脱木素影响较大,氧压和时间影响较小。在所选工艺水平范围内较合适的氧脱木素工艺为:用碱量3%,氧压0.5MPa,温度100℃,时间60min,硫酸镁用量0.5%;漂后浆料:得率94.9%,卡伯值4.1,粘度14.3mPa.s,白度64.5%ISO。(6)相同蒸煮工艺和氧脱木素工艺条件下,杂交鹅掌楸常规硫酸盐浆氧脱木素实验结果:得率92.8%,卡伯值11.4,粘度21.7mPa.S,白度55.3%ISO。预水解硫酸盐浆卡伯值低,氧脱木素率高,脱木素效果好,漂后浆料白度高。(7)杂交鹅掌楸预水解硫酸盐浆经OD1EpD2A漂白,漂后浆料甲纤96.7%,粘度12.2mPa.s,白度91.4%ISO;经OOpQPA漂白,漂后浆料甲纤92.6%,粘度9.4mPa.s,白度84.6%ISO,成品浆的各项指标符合阔叶木化纤浆粕行业标准。
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