溶解浆反应性能的改进及其作用机理的研究

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近年来,人们对溶解浆,特别是对高质量的溶解浆的需求越来越多。开发新原料,提高溶解浆反应性能已经成为纺织和造纸研究者关心的问题。为此,本论文采用竹片和杨木板皮为原料,通过改善生产工艺条件,制备竹溶解浆和杨木板皮溶解浆,并且采用打浆和生物酶处理的方法,对竹制和杨木板皮制溶解浆的反应性能进行改进,并对其改进机理进行了探讨。主要得出了以下一些结果:(1)利用预水解硫酸盐法蒸煮加Op-H-P三段漂白能够将竹片制备成符合要求的溶解浆。预水解采用酸预水解,液比采用1:8,硫酸用量为1.0%;蒸煮段采用硫酸盐法蒸煮,用碱量采用27%,硫化度采用5%;加过氧化氢的氧脱木素过程中不加硫酸镁,过氧化氢加入量采用1%;次氯酸盐漂白段采用3%有效氯;过氧化氢漂白段采用2%过氧化氢。经过以上过程后,得到了符合要求的竹制溶解浆,卡伯值为0.86,聚戊糖含量为4.32%,甲纤含量为96.49%,抄纸后白度为85.6%ISO,聚合度为502.35,反应性能为240.9s,结晶指数为71.16%。(2)利用预水解硫酸盐法蒸煮加Op-Q-P三段漂白能够利用杨木板皮制备成高反应性能的溶解浆。预水解采用酸预水解,液比采用1:6,硫酸用量为1.0%;蒸煮段采用硫酸盐法蒸煮,用碱量采用24%,硫化度采用5%;加过氧化氢的氧脱木素过程中硫酸镁用量为0.6%,过氧化氢加入量采用1%;螯合处理时EDTA用量为0.5%;过氧化氢漂白段采用3%过氧化氢。经过以上过程后,得到了符合要求的木制溶解浆,卡伯值为1.58,聚戊糖含量为3.73%,甲纤含量为95.13%,抄纸后白度为86.4%ISO,聚合度为488.84,反应性能很好,达到了7.7s,此时结晶度指数为68.13%。(3)一定程度的打浆对竹溶解浆的反应性能有促进作用,当打浆度为47°SR时,对竹溶解浆反应性能的提高最明显,此时反应性能达到128.0s。相反,打浆对杨木板皮溶解浆的反应性能有阻碍作用。研究结果表明,结晶度不是影响其反应性能的主要原因,打浆对竹溶解浆和杨木板皮溶解浆的结晶度的影响较小。对于竹溶解浆,打浆主要是改变纤维的形态,使其分丝帚化,并使纤维素之间连接的氢键断裂,暴露出更多的羟基,使碱化和磺化的速度得以提高,从而提高其反应性能;对于杨木板皮溶解浆,打浆的作用主要表现为切断,细小纤维含量明显增多,阻碍了反应的进行,降低了其反应性能。(4)酸性木聚糖酶对竹溶解浆的反应性能有明显的促进作用,当酶用量为1.0IU/g时,反应性能提高最明显,此时反应性能达到了4.4s。酸性木聚糖酶对杨木板皮溶解浆的反应性能有阻碍作用。研究结果表明,酸性木聚糖酶对竹溶解浆的结晶度影响较小,主要是通过降解未溶出的半纤维素,从而提高甲纤含量,并且改变纤维的形态使竹溶解浆的反应性能提高;对杨木板皮溶解浆结晶度的影响较大,但是纤维的扭结和弯曲增多,宽度减小,细纤维反应速度快,反应后附着在粗长纤维表面阻碍反应,致使反应性能下降。
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