再谈蒽醌

早在70年代初期,加拿大、美国、芬兰、瑞典等就已用蒽醌(Anthraquinone,简称AQ)作为蒸煮助剂,我国于1978年开始将AQ用于碱法制浆。AQ能加速植物纤维原料的脱木素作用和稳定碳水化合物,可以缩短蒸煮时间或降低蒸煮温度,减少化学药品用量,提高纸浆得率;AQ也可用代替硫酸盐蒸煮液中的硫化钠,以消除硫化物对大气的污染,因此受到国内外制浆造纸厂的重视,并得到广泛的应用。     

几种提高蓝桉硫酸盐法制浆得率的方法

研究了蓝桉硫酸盐法制浆过程中提高原料中聚糖留着率的方法。添加蒽醌（AQ）的硫酸盐法制浆得率最高;添加尿素能减少聚糖的解聚（浆料黏度增加）,但对浆料得率无显著影响。在硫酸盐法蒸煮过程中,提早中断蒸煮,尤其是在快速、有选择性的大量脱木素段后便停止蒸煮,然后再进行氧脱木素是提高纸浆得率的有效方法。氧脱木素的得率损失明显低于硫酸盐法蒸煮过程终段（残余脱木素阶段）所造成的得率损失。在蒸煮的3个阶段,控制蒸煮液中OH？/HS？的用量也能提高纸浆得率,但纸浆得率随总用碱量减少而增加的结论是相比常规制浆条件下得到的。在常规硫酸盐法制浆中,活性碱用量对纸浆得率和黏度起决定性作用。低活性碱用量（14%）在提高纸浆得率的同时能保持纸浆黏度基本不变或略有上升,纸浆得率提高分别为纤维素和木素保留量提高所致。在制浆终段,纤维素组分的降低是纸浆得率下降的主要原因,而木聚糖组分基本保持不变,这是蓝桉半纤维素结构的特殊性所致。     

棉秆硫酸盐法和烧碱-蒽醌法蒸煮历程的研究

研究了棉秆全秆硫酸盐法蒸煮和烧碱-蒽醌法蒸煮历程,分析了木素含量、木素脱除率、纸浆得率和碳水化合物降解率的变化.结果表明,棉秆硫酸盐法蒸煮与烧碱-蒽醌法蒸煮具有相似的蒸煮历程,脱木素过程分3个阶段:第1阶段,升温到140℃,属于脱木素初期阶段,木素脱除率达到45%左右;第2阶段,温度由140℃升到160℃,保温30min,属于大量脱木素阶段,木素脱除率达到90%左右;第3阶段,160℃下保温30min至蒸煮终点,属于补充脱木素阶段,木素脱除率达到98%以上.烧碱-蒽醌法蒸煮升温初期和保温初期反应比硫酸盐法强烈;硫酸盐法脱木素的选择性好于烧碱-蒽醌法;保温时间对棉秆蒸煮是必需的;这表明棉秆脱木素反应历程与一般草类原料有很大区别.     

四种阔叶木的制浆性能

介绍了采用硫酸盐(KP)和碱性亚硫酸钠-蒽醌(ASA)两种制浆方法对四种阔叶木(榉木、桦木、杨木和桉木)进行制浆,所有蒸煮进行到浆的卡伯值相同,比较纸浆的质量,结果是:杨木纸浆得率最高,随后是桉木和桦木浆,榉木纸浆得率最低;ASA浆得率比KP浆高,这是由于在整个蒸煮过程中pH值在较低的碱性溶液中进行的。采用全无氯(TCF)漂白纸浆,ASA纸浆仍能保持得率较高的优势;桦木浆抗张强度最高,随后是杨木和榉木浆,桉木浆抗张强度最低,但是桉木浆的撕裂强度比其它浆高;由于ASA浆中含半纤维素较高,因此,抗张强度较高,但是撕裂强度比KP浆低。另外还研究了这些阔叶木的不同纤维形态对纸浆具有不同容积和光散射系数。     

甘蔗渣碱法浆和碱-AQ法浆的氧脱木素

在甘蔗渣碱法制浆过程中,在恒定的H因子蒸煮条件下,添加微量的蒽醌(对于绝干原料重量的0.1%),可降低浆料的卡伯值40%(从碱法制浆的21.5降低到碱-AQ法的13.3).用氧气对碱法和碱-AQ法浆延伸脱木素,将进一步降低浆料的卡伯值50%(分别为11.8和6.8).两种浆在氧脱木素时得率略有损失.氧脱木素虽然轻微影响粘度和纤维强度,但是大大地提高了亮度.氧脱木素浆的较低卡伯值,将大大减少漂白时的化学品用量,这正是我们从经济和环保角度所期待的.     

工业木素生产蒽醌

在碱法制浆中添加蒽醌(AQ)作为蒸煮助剂(催化剂)的优点早已广为人知,使用AQ可以加快脱木素速率,缩短蒸煮周期,保护碳水化合物,改善纸浆强度,提高纸浆得率.添加AQ还可以降低碱耗。在硫酸盐法蒸煮中,AQ可以减少Na_2S的用量,从而减少含硫臭气的排放。     

苎麻蒸煮制浆探讨

用硫酸盐蒽醌制浆法（KP-AQ）和亚硫酸盐蒽醌制浆法（AS-AQ）对造纸原料苎麻进行制浆并对其造纸性能进行研究。结果表明,两种方法都易蒸煮成浆,获得硬度低、容易漂白的纸浆,漂白得率可达63%～69%。     

麦草AS—AQ,SS—AQ法蒸煮的反应历程研究

进行了麦草原料的烧碱—亚硫酸钠—蒽醌（ＡＳ—ＡＱ）法、硫化钠—亚硫酸钠—蒽醌（ＳＳ—ＡＱ）法蒸煮反应历程试验。试验结果表明：在ＡＳ—ＡＱ法及ＳＳ—ＡＱ法蒸煮过程中，木素的溶出、聚戊糖的降解、纸浆得率及废液性质等的变化，均具有与碱法制浆不同的特点。与国内各种碱法麦草浆相比，在硬度相似的情况下，ＡＳ—ＡＱ浆及ＳＳ—ＡＱ浆的得率提高了６～１０％，白度提高了近一倍，强度则与硫酸盐浆相似，具有得率高、强度好、白度高等优点。ＡＳ—ＡＱ法及ＳＳ—ＡＱ法制浆，可用于麦草原料的深度脱木素蒸煮，以制取高白度化学浆，为简化漂白过程，减少漂白废水的毒性提供可靠途径。     

研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法

提出一种研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法。通过对不同恒温条件下的反应速率常数计算,采用与实际蒸煮反应相同的液比,用较短的时间周期的有效碱浓度变化值和木素含量变化值计算得出了硫酸盐法和烧碱蒽醌法棉秆蒸煮反应的活化能。棉秆硫酸盐法蒸煮反应的活化能和棉秆烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能在整个脱木素阶段基本是一致的。硫酸盐法蒸煮反应的活化能为95.0kJ/mol。烧碱蒽醌法蒸煮反应的活化能是138.1kJ/mol,高于硫酸盐法蒸煮反应活化能,说明硫酸盐法蒸煮脱木素反应比烧碱蒽醌更容易。     

荻纤维硫酸盐法和碱乙醇法蒸煮脱木素区域化学

利用扫描电镜能谱技术测定被定量引进纤维形态区溴元素的密度,定量地研究荻纤维硫酸盐法和碱乙醇法蒸煮过程脱木素区域化学及其对蒸煮纤维分离点的影响。纤维形态区的脱木素历程相似于浆中总体脱木素历程;硫酸盐法蒸煮脱木素区域化学效应比碱乙醇法大;碱乙醇法角隅区和复合胞间层脱木素选择性比硫酸盐法高,对次生壁的选择性则较低;在整个蒸煮过程中,两种蒸煮方法复合胞间层和角隅区木素浓度下降速率均大于次生壁,并对“脱木素优先在次生壁内进行”的观点提出了新见解。     

绿液预处理改进硫酸盐法制浆研究进展

介绍了绿液预处理这一制浆方法对传统硫酸盐制浆方法改进的研究进展,包括其对硫酸盐浆成浆质量的影响,对硫酸盐制浆过程化学品消耗的影响,以及AQ的添加对预处理效果的影响,并介绍了目前在绿液预处理过程中各化学组分的反应行为分析方面的深度研究,包括碱、硫化物及碳水化合物。     

绿液预处理改进硫酸盐法制浆研究进展

介绍了绿液预处理技术改进传统硫酸盐法制浆的研究进展,包括绿液预处理对硫酸盐浆成浆质量的影响,对硫酸盐制浆过程化学品消耗的影响,以及添加蒽醌(AQ)对预处理效果的影响.介绍了对绿液预处理过程中各化学组分的反应行为的分析.     

人工种植桉木深度脱木素的研究——第一部分:深度脱木素的原理

进行了４ 种桉木改良硫酸盐法（深度脱木素） 制浆的实验, 结果表明改良硫酸盐法制浆的选择性明显高于常规蒸煮法, 改良硫酸盐法在浆料强度不受损失的前提下, 纸浆的卡伯值较常规硫酸盐法低５～６ 个单位。     

桉木RDH硫酸盐法制浆性能的研究

研究了桉木RDH（快速置换加热）硫酸盐浆的制浆性能，对桉木RDH硫酸盐法制浆时，用碱量、H－因子、白液的硫化度以及在温黑液预处理段温黑液的活性碱浓度和硫化度等蒸煮条件，对最终制浆结果的影响进行了研究。结果表明：与常规硫酸盐法制浆相比，RDH硫酸盐法制浆时的用碱量相对较高（常规KP法和RDH法的用碱量分别为14％和15％，Na2O计），但RDH纸浆的硬度较低（分别为17．0和11．7）；在纸浆达到相似或较低硬度的情况下，RDH法制浆可以缩短蒸煮时间，或在相同的H－因子下，降低纸浆的卡伯值；在一定的范围内提高白液蒸煮段白液的硫化度，可以降低RDH纸浆的卡伯值或提高纸浆的得率，在温黑液预处理段，温黑液的活性碱浓度和硫化度会对RDH纸浆的最终结果产生较大的影响，对纸浆物理性能的分析结果表明，RDH纸浆在低卡伯值条件下也具有较高的强度性能，但与常规硫酸盐浆相比，RDH纸浆的撕裂强度相对较高耐抗张强度相对较低。     

木麻黄纤维特性和制浆漂白性能的初步研究

木麻黄是我国南方滨海沙地最适宜的速生树种之一。本文介绍木麻黄的生长特性，研究其纤维形态和制浆漂白性能。研究结果表明，木麻黄是一种潜在的良好造纸原料资源。     

减少硫酸盐法制浆中臭气的研究

对硫酸盐法制浆过程中挥发性有机硫化物的形成过程以及蒸煮工艺对其生成量的影响进行了研究。结果表明:蒸煮过程中,无论是针叶木还是阔叶木,挥发性有机硫化物的生成量随脱木素程度的增加而增加,且存在一个临界转折点(针叶木浆卡伯值约35,阔叶木浆卡伯值约20),当纸浆卡伯值低于这个转折点时,黑液中的挥发性有机硫化物生成量将显著增加。通过控制卡伯值在到达该转折点之前、采用低硫化度蒸煮工艺和添加蒽醌可有效减少挥发性有机硫化物的生成。在蒸煮臭气控制中,相同卡伯值下,阔叶木比针叶木效果显著。     

桑枝-桉木板皮混合制浆漂白特性的研究

探究了不同桑枝替代率下桑枝-桉木板皮混合硫酸盐法制浆和ODEp漂白的特性。结果表明,桑枝的化学组分与桉木板皮存在较大差异,桑枝综纤维素含量低、木素含量高、纤维长度较长;在相同制浆漂白工艺下,桑枝较桉木难漂白,其所占比例越高,纸浆的卡伯值越高、白度越低,但桑枝替代率不超过30%时,纸浆具有较好的可漂性,氧脱木素效率在40%以上,漂白浆的白度在78%以上;另外,桑枝的加入可以提高混合浆的黏度和撕裂度,但对漂白浆的抗张强度和耐破度不利。     

热水预水解对杨木半纤维素提取及后续硫酸盐法制浆的影响

基于制浆造纸过程中的生物质精炼理念,利用热水预水解预先提取杨木木片中的半纤维素,然后对水解后的木片进行硫酸盐法蒸煮,探讨预水解因子（P因子）对半纤维素提取和后续硫酸盐法制浆的影响。研究结果表明,热水预水解对半纤维素的提取效果显著,且P因子可较好地控制预水解反应过程;预水解处理能提高后续硫酸盐法蒸煮脱木素的效果,降低蒸煮用碱量,但会增大后续浆料打浆难度,同时降低成纸的某些物理性能。综合考虑后续水解液的生物质利用和水解木片的硫酸盐法制浆,当P因子为608~1060时,水解液中的聚戊糖提取率为33.18%~35.31%,相应的预水解KP制浆得率为39.47%~37.12%;与未经热水预水解处理的对照样相比,热水预水解处理后浆料性能和黑液性能均较好。     

木素和碳水化合物化学结构对硫酸盐法制浆工艺及生物燃料生产的影响

大多数研究将重点放在认识单个木材组分的行为上,其目的旨在确定阔叶木材脱木素和碳水化合物的降解。这些研究倾向于测定脱木素速率或碳水化合物降解速率,但没有考虑某些相关变量引起的潜在相互影响。本文详细研究了大多数阔叶木材硫酸盐法制浆时木素和碳水化合物的降解过程,并测得桉木、山腊梅、蓝桉、枫香树、枫树、红橡树、红桤木、杨木和合欢树的脱木素速率;同时还研究了这些材种在主要脱木素阶段葡聚糖、聚木糖和总碳水化合物的溶解动力学。脱木素速率与碳水化合物的降解速率变化范围较大,与木材化学特性有关。结果表明,阔叶木硫酸盐制浆性能的差异主要受紫丁香基与愈疮木基比率和木素碳水化合物复合体（LCC）的影响。     

桉木的化学组成及材性对KP法制浆特性的影响

以易蒸煮和难蒸煮两种桉木为原料，用蒸煮实验与化学分析和色谱分析相结合的方法，对抽出物含量、木素结构、糖组成和基本密度等因素对硫酸盐法制浆特性（纸浆得率和硬度）的影响进行了研究。结果表明，造成不同桉木树种之间制浆特性差异的主要原因是木素中缩合型结构所占的比例、多酚类抽出物含量以及木材中中性糖的含量；而基本密度只是在一定程度上影响着用碱量和得率，但不是影响制浆特性的决定因素。