中林杨-46制浆与漂白特性的研究

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本论文以山东菏泽地区5年生中林杨-46为原料,进行化学成分及纤维形态分析,研究其制浆性能,比较不同类型蒸煮助剂对其制浆的影响。同时采用不同漂白工艺研究其漂白性能,并对生物漂白的机理进行了探索。论文的主要结果如下:(1)中林杨-46的综纤维素含量为81.34%,木素含量为20.62%,苯醇抽出物含量为1.78%。纤维长度为1.03mm,纤维宽度为23.89μm,长宽比为43。(2)中林杨-46AS-AQ制浆最佳蒸煮工艺条件为:用碱量(Na2O计)23%,亚硫酸化比40%,蒽醌用量0.08%,液比1:4.5,最高蒸煮温度165℃,一次升温90min至140℃保温60min(从80℃开始计时),二次升温40min至165℃保温50min,蒸煮后粗浆得率52.7%,卡伯值19.4,粘度1312 mL·g-1,黑液残碱量8.1g·L-1。(3)添加蒸煮助剂可以明显改善中林杨-46AS-AQ浆性能,其中使用0.5%绿氧代替蒽醌,并添加0.05%安蓝作为蒸煮促进剂,效果最佳。制得纸浆的细浆得率为48.2%;卡伯值:10.8;粘度:1309 mL·g-1;黑液残碱量7.9g·L-1。(4)木聚糖酶(EC.3.2.1.8)生物预处理氧脱木素的中林杨-46 AS-绿氧浆最佳工艺条件为:酶用量15 IU/g,反应时间120min,处理温度55℃,pH值6.0,浆浓度10%。生物预处理后纸浆的白度为66.0%ISO,比氧脱木素后纸浆白度上升了4.8%,纸浆粘度为1131 mL·g-1,比氧脱木素处理后有所提高。木聚糖酶预处理可以存一定程度上改善纸浆可漂白性,提高漂白浆的强度。(5)研究中林杨-46 AS-绿氧浆生物漂白机理得出:经木聚糖酶处理后,中林杨-46 AS-绿氧浆中聚戊糖的含量下降了2.28%,纸浆中的酸不溶木素含量下降了0.1%。通过X射线衍射分析得出,纸浆经木聚糖酶处理后纤维结晶度上升了1.82%,木聚糖酶预处理使纤维无定型区的部分木素释放出来,增加了纤维之间的氢键结合,提高了浆料的结晶度和纤维强度。通过扫描电镜分析得出,未经木聚糖酶预处理的中林杨-46 AS-绿氧浆表面比较光滑,结构紧密。经过木聚糖酶预处理的中林杨-46 AS-绿氧浆纤维表面出现了剥落和孔隙。从对照浆和酶解浆的红外光谱分析得出,木聚糖酶生物处理后纤维上有可能产生游离羟基,增加了纤维间的氢键结合。木聚糖酶降解了纸浆中的部分木聚糖,同时溶出纸浆中的少量木素。(6)中林杨-46原浆经氧脱木素处理后的纸浆白度为63.0%ISO,卡伯值9.3,粘度1060mL/g。常规O-D1-E-D2漂白工艺中,时间对漂白结果的影响不大,采用D1、D2段漂白60min,E段漂白30min。漂白后纸浆白度为87.1%ISO,粘度为805 mL·g-1。(7)纸浆经过木聚糖酶预处理再接不同后续漂白,白度和粘度均有所上升。在总用氯量为0.9%的情况下,O-X-D-E-P漂后浆的粘度为949 mL·g-1,其漂后浆白度达到87.9%ISO。TCF漂白工艺中的O-X-Mn-P漂白中林杨-46 AS-绿氧浆,KMnO4用量为0.4%时,纸浆O-X-Mn-P漂白终漂白度可以达到81.2%ISO,而纸浆粘度在900 mL·g-1以上。轻(超轻)ECF工艺漂白中林杨-46 AS-绿氧浆,当总用氯量为0.6%时,O-X-D,-Ep-D2漂白效果较好。纸浆白度可达88%ISO以上,粘度达到961 mL·g-1。能够比达到相近白度的O-D1-EP-D2漂白程序节省60%的二氧化氯用量。增加酸处理后,在相同总用氯量的前提下,纸浆的白度基本相近,浆料粘度均有不同程度的下降,降幅在7%-8%。
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