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近年来国内外造纸原料日益短缺,制浆造纸工业面临的环境问题和能耗问题日趋严重,于是人们将更多的目光投向二次纤维的利用。脱墨作为二次纤维再生利用的关键技术,它的发展将有助于推动二次纤维的利用。本文研究了不同脱墨方式对纤维性能的影响,从而为提升二次纤维的使用品质提供基础理论依据。
研究结果表明经中性脱墨、碱法脱墨和脂肪酶法脱墨处理后,纸浆白度分别上升了7.2%ISO、9.2%ISO和6.3%ISO,这表明在脱墨效果上碱法脱墨好于中性脱墨,中性脱墨好于脂肪酶法脱墨;同时三种脱墨方式均使得纸浆强度提升,其中脂肪酶法脱墨浆强度上升最大;纸浆打浆度都有下降,其中脂肪酶法脱墨浆下降最大,这表明三种脱墨方式中脂肪酶法脱墨最能保持良好的纤维性能;经中性脱墨、碱法脱墨和脂肪酶法脱墨处理后,纤维平均长度从0.59mm分别下降到0.56mm、0.54mm和0.57mm,这表明碱法脱墨对纤维长度损伤严重,同时纸浆保水值分别下降了8.3%、13.9%和4%,这进一步表明碱法脱墨对纤维损伤最严重。
研究结果还表明经中性脱墨、碱法脱墨和脂肪酶法脱墨处理后结晶度从78.4%分别下降到73.6%、68.8%和77.8%,这表明三种脱墨方式对纤维结晶区有破坏作用,其中碱法脱墨破坏作用最大;傅立叶变换红外光谱(FT-IR)结果表明三种脱墨浆的发色基团和助色基团的吸光度有不同程度的减弱,减弱强度为碱法脱墨浆>中性脱墨浆>脂肪酶法脱墨浆>新闻纸原浆,这与脱墨后纸浆白度增值是一致的;指纹区1424~400cm-1的吸收强度也有减弱趋势,这表明脱墨后纤维分子间氢键结构遭受一定破坏,其中碱法脱墨破坏作用最大,脂肪酶法脱墨破坏作用最小。
本文还采用原子力显微镜(AFM)对脱墨浆进行分析。经中性脱墨、碱法脱墨和脂肪酶法脱墨处理后纸浆中的杂质和油墨得到一定的去除,同时均方根粗糙度从24.85nm分别下降到22.26nm、19.03nm和24.32nm,这表明三种脱墨处理方式中脂肪酶法脱墨能保持良好的纤维形态,从AFM立体图中我们也能得出这一结论。同时用低温氮吸附对纤维孔的变化进行测试,结果表明旧新闻纸原浆中孔所占比例为94.3%,微孔为2.4%,大孔为3.3%,经三种脱墨方式处理后纤维比表面积总体呈下降趋势,其中碱法脱墨浆下降最严重,这进一步表明了碱法脱墨对纤维损伤最严重。