纸浆物理强度与纤维表面木素含量关系的探讨

通过酸析木素的方法在漂白硫酸盐浆纤维表面沉积木素,探讨了纸浆纤维表面木素含量对纸浆强度性能的影响.研究结果表明,随着硫酸盐木素溶液pH值的降低,木素在纸浆纤维表面的沉积吸附量增加;经过打浆作用的纸浆纤维暴露出更多的表面,能够吸附更多的木素;纸浆纤维表面木素含量与纸浆的抗张指数、耐破指数呈负的线性相关性,相关方程式分别为y=-1.23x +56.9(R=0.99)和y=-0.104x +4.62(R=0.96);增加纤维表面木素含量会降低纸浆纤维间的结合强度.     

有机酸法生物质炼制原浆的造纸性能研究

以有机酸法生物质炼制过程副产物——桉木原浆为研究对象,通过测定桉木原浆的化学组成、纤维形态、打浆性能和成纸性能,对桉木原浆纤维的造纸性能进行评估。研究结果表明,相对于阔叶木KP浆,桉木原浆中纤维素含量较高,但半纤维素含量过低,打浆时纤维易切断,打浆度上升较快,不利于纤维层间结合力的提升;桉木原浆的纤维重均长度、长宽比和纤维强度均低于阔叶木KP浆和美废浆,影响了成纸的撕裂性能。另外,桉木原浆的纤维弯曲指数和扭结比例较低,细小纤维含量较高,使得桉木原浆的抗张强度、耐破强度和环压强度较好,适宜抄造瓦楞芯纸等包装用纸,可代替美废浆用于抄造对撕裂度要求不高的纸种。     

HYP干燥温度与纸板特性关系的研究

本项目试图通过对高得率浆(High-Yield Pulp,简称HYP)使用过程中干燥温度的选择,实现纸板特性的有效人为控制,一定程度上解决HYP成纸强度的缺陷问题。HYP纤维间木素尤其是胞间层木素在传统造纸干燥温度以上温度条件下导致以下结果,干燥温度对纸板紧度呈现负相关关系,纸板环压强度随紧度减小而增加。化学浆(chemical pulp,简称CP)同样条件下纸板抗张强度损失也比HYP明显。通过对CP和HYP在常规条件和高温高压下的物理指标对比说明HYP木素等组成对纸板强度产生重要影响。     

竹材碱法制浆动力学

本试验对化学浆和半化学浆整个蒸煮过程中的得率、化学组成和强度性能的变化进行了测定,并对三个工艺参数进行了研究。用ROSS图形表示木素与碳水化合物比率的变化,给过程控制提供了一个简便的分析指南。在ROSS图形中能描绘出一个面积,它包含用作这次试验竹材制出的所有浆的组成。从木素与碳水化合物比率的变化说明:在得率降低到70％时,大部分是减少了碳水化合物,得率由70％下降到43％,碳水化合物与木素减少了相同的比例。在标准蒸煮周期的升温过程中,木素溶解很大程度上超过戊糖——这个特性对于制造未漂浆很有好处。强度性能的研究指出:得率为50％时的化学浆,其强度性能与43.6％得率的化学浆比较,没有明显的降低。高达70％得率的半化学浆也能生产出来,而其强度性能只稍有降低。由动力学数据证明了H因子这个概念,而且确证它能用于控制竹材硫酸盐制浆过程。在得率70％以下时,浆内木素％和浆的卡伯值存在着线性关系,木素与碳水化合物的比率和得率也存在线性关系。由这个关系我们可以得到回归方程式,通过回归方程,不需要知道浆的得率,可以由卡伯值计算出浆中木素含量(对竹材％),或由浆中木素含量(对竹材％)计算出卡伯值。在这次试验中研究出来的回归方程能够用来控制硫酸盐竹浆制浆过程,生产70％以下得率的竹浆。     

纤维表面木素含量对纸页强度的影响

本文用CTMP分别与漂白针叶木硫酸盐浆和漂白阔叶木硫酸盐浆配抄纸页,用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪从微观角度研究了纤维表面木素含量对纸页强度的影响。研究表明化学浆纤维表面存在大量的微细纤维,而CTMP纤维表面覆盖有颗粒状木素、抽出物。纤维表面木素含量随打浆程度提高而降低,混合纤维表面木素含量与浆料的配比存在线性关系。受纤维表面木素浓度的影响,随CTMP配比增加,纸页的抗张指数和层间结合强度降低。     

自水解预处理对杨木木素结构及杨木化学热磨机械浆白度的影响

为了探究自水解预处理过程中杨木木素结构的变化和杨木化学热磨机械浆(杨木CTMP浆)白度的影响,本研究对杨木进行自水解预处理,利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振波谱仪(~1H,~(13)C, 2D-HSQC NMR)研究自水解预处理过程中杨木木素结构的变化,将自水解预处理后的杨木进行化学热磨机械法制浆并测定其白度,采用偏最小二乘法建立木素结构变化与浆料白度之间的关系。结果表明,当自水解强度因子(CHF)为73.63时,相比未经自水解预处理的杨木,自水解预处理杨木中的酸不溶木素和酸溶木素含量分别减小了4.59个百分点和1.21个百分点,木素的β-O-4、β-β、β-5和β-1连接键的断裂增多;木素中的G型单元结构变化程度大于S型单元结构,木素中的共轭羰基含量比CHF为2.78时增加了0.037 (个/C_9),木素中的醌式结构含量减小了0.104 (个/C_9),杨木CTMP浆白度最低为14.9%。因此,自水解预处理会影响杨木木素的结构进而使杨木CTMP浆白度降低,其中木素中的共轭羰基对杨木CTMP白度的影响最大。     

添加半纤维素对硫酸盐浆回收性能的影响

研究了在未干硫酸盐浆中加入低木聚糖、杨木半纤维素和玉米芯半纤维素。探讨添加半纤维素对硫酸盐浆回收性能的影响。研究结果表明,低木聚糖、杨木半纤维素和玉米芯半纤维素均能提高纸张的强度。还能提高回收纸的强度,当添加2％的木聚糖、1．6％的硫酸铝、抄纸时pH为4．5所得的纸张性能提高最多,纸张的紧度增加24．55％,耐折度增加500％,撕裂指数增加29．01％。抗张指数增加30．01％,耐破指数增加44．07％,散光系数下降17．25％。电镜分析表明加入木聚糖可增加纸张及回收纸中的纤维结合强度。     

高低游离度化机浆配抄白卡纸的性能

采用PFI磨浆机对杨木APMP浆进行打浆,分别研究打浆对纤维形态及质量、成纸性能的影响。利用光学显微镜及纤维质量分析仪(FAQ)观测纤维形态变化,分析了纤维的长度、卷曲、扭结等形态参数及细小纤维含量的变化。对高低游离度浆料进行配抄,与二段磨后浆料即成品浆料的成纸性能进行比较。选出性能较好的一组配比浆料,在该配比下进行白卡纸层合。结果表明:随着磨浆程度的提高,纤维长度下降,纤维卷曲指数与扭结指数先增加后下降,细小纤维含量增加。中浓磨浆后纤维的切断少,纤维压溃变得比较显著,纤维分丝、帚化优越,表现出了较好的纤维间结合能力。通过高低游离度配比的浆料成纸松厚度比成品浆成纸松厚度有所提高,仅对抗张指数和内结合强度方面的影响不太相同。而层合后成纸物理强度除抗张强度外普遍提高。     

高浓磨浆对杨木APMP纤维形态及成纸性能的影响

在实验室条件下,利用纤维质量分析仪(FQA)分析纤维长度、卷曲、扭结等参数及细小纤维含量的变化,并研究高浓磨浆对杨木APMP的纤维形态及成纸性能的影响。结果表明,经高浓打浆后的纤维随打浆程度的增加,纤维长度下降,扭结和卷曲指数先增加后下降,细小纤维含量增加。随游离度的降低,成纸内结合强度和抗张强度升高,白度和松厚度略微下降,撕裂指数先升高后下降。     

乙醇法制浆木素沉淀现象及机理

研究了快速冷却洗涤法乙醇浆纤维表面木素的形貌学特征,定性比较了洗涤过程中纤维表面木素含量的变化,阐明了乙醇法制浆木素沉淀的现象与机理,揭示了乙醇浆易于漂白的原因.SEM分析结果显示,木素颗粒主要分布在纤维表面,通过对木素颗粒的形貌学特征观察发现,分布在纤维表面的木素颗粒呈球形,粒径分布在0.5～2.0μm,洗涤过程中木素颗粒的数量和大小逐渐减少减小,但是经历四段洗涤的乙醇浆纤维上仍然清晰可见木素颗粒.木素乙醇溶液的乙醇浓度低于42%或者温度降低时,木素发生沉淀.沉淀/吸附在纤维表面,XPS分析结果证明,纤维表面存在木素.结果表明,蒸煮和洗涤过程中溶解木素在纤维上的二次吸附和沉淀是快速冷却洗涤法乙醇浆卡伯值高的原因,沉淀木素具有与溶解木素相似的性质.乙醇浆易于漂白.     

如何防止亚铵法制浆中的“生煮”与“黑煮”

“生煮”是指蒸煮结束后,浆中的未蒸解分较多,纸浆硬度较高。这种浆喷放出去,不仅容易堵塞管道、泵子、筛子,耽误生产,同时因大部分未蒸解分要放掉,引起浆料的大量流失,而且浆料在漂白时耗漂量大,抄纸也困难。 “黑煮”是指蒸煮结束后,纸浆颜色深,甚至呈深灰或黑色,有焦糊臭味。这种浆很难漂白,甚至无法漂白。浆的强度也很差,通常失去使用价值。浆的本质特征是废液pH值低(一般在5以下),残亚铵含量亦很低。 “生煮”、“黑煮”都是亚铵法制浆中不应该出现而目前又常常出现的质量问题。 一、“生煮”、“黑煮”的产生 首先了解亚铵法制浆蒸煮过程中木素的变化。蒸煮脱木素的主要化学变化是木素的“磺化”反应。木素的“磺化”反应就是木素与亚铵蒸煮液起作用生成木素磺酸及其磺酸盐。磺酸是含有磺酸基(—SO_3H)的有机酸,大部分的磺酸或磺酸盐都溶于水。纤维原料中的木素与亚铵药液作用生成木素磺酸及其盐被溶解出来。木素被溶出的多少和快慢主要取决于木素分子结构中连接磺酸基的多少,即磺化程度。磺化程度越高,溶解速度越快,溶出木素越多。     

矿物复合纤维替代部分植物纤维用于双胶纸的试验研究

该文用矿物复合纤维替代部分草浆、针叶木机械浆和阔叶木化学浆用于双胶纸的抄造试验,主要探究了矿物复合纤维替代部分草浆、针叶木机械浆和阔叶木化学浆后对双胶纸松厚度、抗张指数、裂断长、撕裂指数、挺度、耐折度和表面吸收性等性能指标的影响,探讨了矿物复合纤维的应用前景。试验研究结果表明,矿物复合纤维在一定的添加范围内,可以有效地保持成纸强度,而且可以有效地保持成纸松厚度、挺度和施胶度等性能。     

漂白硫酸盐竹浆的打浆特性

针对竹浆难打浆的特点,本实验系统研究了漂白硫酸盐竹浆及其长纤维(200目以上纤维)的打浆性能,并与漂白阔叶木化学浆打浆性能进行对比。研究发现,竹浆纤维组分中16目以上纤维含量约为24%,而阔叶木浆仅为0.8%;竹浆200目以下纤维含量约为28%,而阔叶木浆为7%。相同磨浆转数下,竹浆打浆度略高于阔叶木浆,竹浆长纤维浆打浆度较阔叶木浆长纤维低,竹浆和竹浆长纤维均比阔叶木浆和阔叶木浆长纤维的湿重高。相同打浆度下,竹浆成纸撕裂指数、耐破指数和耐折度均高于阔叶木浆;竹浆长纤维成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破指数和耐折度均高于阔叶木浆长纤维。这些都说明利用竹浆能够抄造出质量较高的纸张。     

硫酸盐竹浆ECF和TCF漂白过程中木素结构的变化

利用紫外光谱、红外光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振波谱技术,研究了氧脱木素后纸浆、ClO2漂白后纸浆中残余木素及氧脱木素溶出木素结构的变化。浆料经过ClO2漂白和氧脱木素后,残余木素紫外光谱中216 nm处的吸收明显减弱(分别下降了30.7%和10.0%),表明氧脱木素和ClO2漂白过程木素结构单元中有些苯环开裂。通过红外光谱分析得知,浆料经ClO2漂白和氧脱木素后,代表羧基的1701~1718 cm-1峰强度显著增强,代表游离酚羟基的3420 cm-1峰强度稍有增强,代表甲氧基的1266 cm-1处吸收峰减弱。通过对残余木素分子质量测定得知,与未漂浆残余木素相比,经氧脱木素和ClO2漂白后,浆中残余木素及氧脱木素溶出木素的平均分子质量降低,多分散性也随之下降,但下降程度不大。由1H-NMR和13C-NMR分析得知,与未漂浆残余木素相比,ClO2漂白后木素结构中的对羟基苯基、愈创木基和紫丁香基结构单元受到降解,部分β-O-4、β-1和β-5连接发生断裂。ClO2漂白浆残余木素羧基、芳环取代碳原子以及与氧连接的脂肪碳原子含量升高,而芳环甲氧基含量降低。     

草类洁净制浆技术生产线简介

草类洁净制浆技术生产线由以下几个工序所组成:(1)草类原料装入连续蒸煮器中,在常压和低温(94～97℃)下,用氢氧化钠溶液进行半化学制浆;采用逆流洗涤浆料,通过对蒸煮器周围同心套层的间接加热,使蒸汽与纤维之间没有接触,这种无硫蒸煮方法,易于回收很纯的木素。(2)采用过氧化物顺序漂白纸浆,即无氯漂白。(3)用Granit方法木素沉淀系统回收木素,从黑液中沉淀出木素,并加工成纯无硫粉状木素,水分含量5％,二氧化硅含量低于1％,这种副产品对于小规模草类制浆工厂具有很好的经济收益。从黑液中沉淀除去木素,使化学需氧量(COD)明显下降,废水中有机物含量下降约50％。木素沉淀系统已在     

蔗渣浆纤维比表面积的测定及其对纸浆性能的影响

对蔗渣浆纤维比表面积在不同制浆得率中的变化，以及纤维比表面积与纸浆性质的关系，进行了研究。结果表明，蔗渣浆纤维比表面积随制浆得率的增加而减少，也随木素含量的增加而减少；比表面积的提高有利于成纸强度的提高，紧度的增加，但使脆性增大，印刷适印性降低，不透明度下降。蔗渣化学浆纤维比表面积大，是其成纸的紧度大，脆性大，印刷适印性差，不透明度低的主要原因之一。     

高浓磨浆对杨木P-RC APMP质量的影响

用高浓盘磨对杨木P-RC APMP进行高浓磨浆,分析高浓磨浆对纤维特性和成纸性能的影响。结果表明,经高浓磨浆后的浆料随着游离度的下降,纤维平均长度下降,细小纤维含量增加,卷曲指数、扭结指数先提高后下降。成纸的松厚度下降,内结合强度和抗张指数均逐步提高,撕裂指数先升高后降低,光散射系数和不透明度均有所降低。     

纤维素酶辅助磨浆的增强节点研究

以纤维素酶和漂白针叶木浆为原料,探索纤维素酶辅助磨浆对纸张抗张强度、撕裂强度、耐破度等强度指标的增强节点,并通过纤维质量分析仪,观测纤维素酶辅助磨浆中纤维的形态。结果表明:生物酶用量对生物酶辅助磨浆的成纸强度存在增强节点,抗张强度节点出现在生物酶用量0.04%处,耐破强度、撕裂强度节点出现在生物酶用量0.02%处。在成纸强度节点处,相对未添加生物酶浆样,打浆度为30°S R的成纸抗张强度增加39.79%,打浆度为30°S R的成纸撕裂强度增加18.84%,打浆度为60°S R的成纸耐破强度增加49.75%。纤维形态分析显示,纸浆纤维数均长度随生物酶用量的增加先增加后减少。生物酶用量超过0.02%时,纤维疏松,纤维表面起毛、细纤维化显著。     

麦草烧碱—蒽醌—乙二胺制浆的研究

在麦草烧碱-蒽醌蒸煮液中加入少量乙二胺可以减少筛渣率和降低纸浆的卡伯值、使纤维分离点提前、提高纸浆的粘度和纤维结晶度,改善纸浆的可漂性及提高纸浆的机械强度(尤其是撕裂强度)。用SEM研究了烧碱-AQ-EDA纸浆的纤维发现;乙二胺加入烧碱-AQ液中能加速胞间层木素的脱除。     

马褂木人工林的生长和制浆造纸性能

基于优良种源筛选和人工林丰产特性研究，对8年生马褂木纤维形态、木材化学组分以及CTMP成浆物理性能进行测试分析，马褂木纤维细长，纤维形态与针叶树的幼龄材相似，其长度远大于其他阔叶树种。与速生桉木、杨木及四川桤木相比，马褂木综纤维素含量较高，戊聚糖含量中等，而木素和抽出物含量较低，CTMP成浆的抗张和撕裂强度较高，纤维分布均匀，浆料白度与四川桤木相近。