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本论文以提高竹子化机浆的可漂性和白度为出发点,分析粉单竹的制浆造纸性能,对粉单竹APMP浆制浆工艺、补充漂白剂及其工艺进行系统的研究,并初步探讨其反应机理。
通过对粉单竹化学成分分析发现,竹子综纤素含量高,对高得率制浆有利,而木素含量也高,对提高白度及其稳定性不利。电镜扫描观察发现,化学浸渍和机械挤压使纤维润胀,分离出纤维束,经磨浆后纤维束被分离为单根纤维,纤维分丝帚化,结合力提高。
通过正交实验和验证,二段预浸渍最佳的条件为:NaOH用量3.0%,H2O2用量4.0%,时间45分钟,温度70℃;螯合处理后浆料白度提高3%ISO到5%ISO,DTPA比EDTA螯合效果好;酸化效果H2SO4最好,HCl与H2C2O4次之;一段浸渍后增加洗涤工序的纸浆比缺少洗涤工序白度高3.54%ISO,耐破强度提高0.47 Kpa·m2/g,与其它高得率浆相比,在制浆工艺相差不大的条件下,竹浆可获得更高的撕裂强度。
对竹子化机浆进行H2O2(P)、高温压力H2O2(PO)、过氧乙酸(Pa)、硼氢化钠(B)及连二亚硫酸钠(Y)等单段或两段不同组合的补充漂白研究,并对其漂白工艺进行优化。研究表明:P与PO漂后白度分别为69.85%ISO、70.90%ISO,Pa、Y、B漂后白度提高较小;两段补充漂白,P→Y组合漂后白度可达73.85%ISO,P→B与P→Pa组合漂后白度分别为72.53%ISO、71.64%ISO,NaBH4与Na2S2O4作为还原漂白剂,置于H2O2漂白段前比H2O2漂白段后漂后浆料白度高5%ISO~9%ISO。
通过紫外、红外光谱和X-射线衍射对制浆及补充漂白过程残余木素结构和纤维素的变化进行研究,探讨其反应机理。研究表明:木素的溶出主要发生在二段浸渍和磨浆过程;浸渍过程乙酰基被脱除,共轭羰基减少,磨浆过程在高温碱性条件下后又形成新的羰基,制浆对紫丁香基型木素和缩合的愈创木基环脱除较少,磨浆主要溶出的是紫丁香型木素,愈创木基型木素溶出较少,它的稳定存在可能是竹子化机浆白度不高、易返黄的主要原因。补充漂白P、P→Y及P→B漂后浆中共轭羰基含量下降,而P→Pa漂白浆羰基含量增加。甲氧基、紫丁香型木素和缩合型愈创木基环在P→Y两段补充漂白过程脱除的量最大;X-射线衍射研究表明:预处理过程对纤维素降解程度最大,磨浆过程存在重结晶现象,P→Y两段漂白对碳水化合物的降解较少。