水热-微波处理木材软化效果模型构建

水热-微波联合软化既能使木材在湿热作用下降低木质素的玻璃态转化温度,又能在微波照射下消除木材内部的温度梯度缩短软化时间,使木材快速达到较好的软化效果。采用水热-微波联合处理的方法对具有一定密度梯度白木香(Aquilaria sinensis)、人工林柚木(Tectonagrandis)、西南桦(Betula alnoides)、天然林柚木(Tectonagrandis)、柠檬桉(Eucalyptus citriodora)进行软化处理并迅速对5种木材的弯曲挠度进行测定,构建这5种木材弯曲挠度y与密度x_1、水热温度x_2、水热处理时间x_3、微波功率x_4、微波照射时间x_5工艺参数的软化模型。所建模型为y=34.442-46.382*x_1+0.08497*x_2+0.02827*x_3+0.01856*x_4+0.0302*x_5(R~2=0.9015),模型中各影响因子权重中密度影响最大,其次是水热温度、微波照射时间、水热处理时间、微波功率。通过实验发现,人工林柚木与天然林柚木在110℃的湿热条件下内含物就已经开始降解,苯-醇抽出物含量从未处理时的7.12%减小为6.32%。为了既能保持柚木的尺寸稳定性又能使柚木达到较好的软化效果,利用软化模型获取适合柚木的软化工艺:水热温度110℃、蒸汽处理时间为240min、微波功率600W、微波照射时间4.5min。     

近红外法制浆材定量模型的研究

通过国标方法测定了7种制浆常用木材原料共计44个样品的综纤维素、木质素、苯醇抽出物含量,并通过AnatrisⅡ型近红外光谱仪采集了样品的近红外光谱图。利用偏最小二乘法PLS建立综纤维素、木质素、苯醇抽出物的预测模型,并对其进行内部交叉验证,最终综纤维素、木质素、苯醇抽出物近红外模型RCV分别为0.9812、0.9226、0.9709,RMSECV分别为0.1890、0.6019、0.2288,RPD值分别为5.18、2.59、4.18。再用独立验证进一步检验模型质量,预测值与真实值偏差不大。结果表明,近红外光谱法可对制浆材材性进行快速测定。     

20种树种木材化学组成分析

１实验方法依照国家木材原料化学分析的标准方法进行取样。其中：木素含量采用Klason法；综纤维素含量采用亚氯酸钠法：纤维素含量采用硝酸－乙醇法；综纤维素中α－纤维素采用１７．５％NaOH法；戊聚糖含量采用二溴化法；木材中α－纤维素含量由计算而得。２实验结果与分析笔者对陕西、湖南和广西３个地区的２０种树木木材进行了水分、灰分、冷水和热水抽出物、１％NaOH抽出物、苯醇抽出物、硝酸－乙醇纤维素、综纤维素、α－纤维素、木素、戊聚糖以及pH值共１１个项目定量分析。其树种名称、产地及各项分析结果如表１所示。２．１少量…     

弯曲木构件浸水后回复蠕变的初步研究

回复蠕变影响弯曲木构件的尺寸稳定性,探索弯曲木构件回复蠕变与浸水时间的关系对研究曲木家具有重要意义。通过水热处理软化水曲柳、枫木和橡胶木试件,利用弯曲模具制造弯曲木构件。试验结果表明,弯曲木构件的回复蠕变与浸水时间呈正相关关系。不同树种,或同一树种不同水热处理工艺,试件回复蠕变均随其浸水时间的延长而增加。     

竹龄对竹材化学成分及制浆造纸性能的影响

以3种竹龄竹材为原料,研究了竹龄对竹材化学成分的影响,并进行了竹材硫酸盐法蒸煮和竹浆的筛分、打浆实验,研究了竹龄对竹材制浆及手抄片性能的影响。结果表明,竹材的综纤维素,冷水、热水和1%NaOH抽出物含量随竹龄的增长逐渐减小;苯-醇抽出物含量随竹龄的增长变化不大;Klason木质素、酸溶木质素及总木质素含量随竹龄的增长呈增加趋势。在相同的制浆工艺条件下,黑液中木质素含量随竹龄的增长逐渐增加;竹材细浆得率、竹浆白度、黑液中残碱含量随竹龄的增长逐渐减小;蒸煮粗渣率、竹浆卡伯值随着竹龄的增长逐渐增加。相同打浆度下,1年生和2年生竹材所抄纸张的抗张指数、耐破指数相近,均大于4年生竹材,纸张的撕裂指数和耐折度随竹龄的增长逐渐减小。     

3种丛生竹化学成分与纤维形态研究

研究了大型丛生竹车筒竹、箣竹和越南巨竹的化学成分和纤维特征,并与青皮竹作比较;结果表明,车筒竹、箣竹和越南巨竹的综纤维素含量分别达73.43％、71.71％和67.37％,酸不溶木素分别为23.13％、21.39％和23.72％,均与青皮竹的相应值基本相当;抽出物中,3种竹材的苯-醇抽出物均较低,而热水抽出物和氢氧化钠抽出物较高;纤维特征方面,3种竹材纤维长度分别为2.37mm、2.27mm和2.49m,属于长纤维原料,且高于青皮竹;纤维长宽比分别达144、124和128,与青皮竹相当或略小,而壁腔比均小于青皮竹。从对造纸原料的要求看,3种竹材综纤维素含量较高,木素与抽出物含量较低或中等,纤维形态较好,适宜作为造纸原料。     

大麻芯秆的碱-H2O2机械法制浆特性--造纸大麻芯秆和纺织大麻芯秆的比较

讨论了造纸大麻芯秆（PHW）和纺织大麻芯秆（SHW）的碱-H2O2机械法制浆（APMP）特性。实验的结果表明，与PHW相比SHW的热水抽物及1%NaOH抽出物明显较低，而苯醇抽出明显较高，半纤维素及灰分含量略低，木素和综纤维素含量则大体相当。经过相同的APMP制浆过程，二者各种成分的变化趋势大体相同，但变化的幅度不同，与PHW的APMP相比，SHW的APMP木素含量较高，而综纤维素含量较低，成纸的抗张强度、耐破强度和撕裂强度均较低。     

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。     

胆碱类低共熔溶剂选择性分离杨木中木质素的研究

本研究使用多种胆碱类低共熔溶剂(DES)选择性分离杨木中的木质素,探究了不同氢键供体及其含量对木质素分离效果的影响。结果表明,氯化胆碱-乳酸(ChCl-Lac)在摩尔比1∶10配比下木质素分离效果最佳,综纤维素得率为46. 26%,木质素提取率为84. 38%,木质素纯度为89. 82%。经过改性后新型DES乳酸胆碱-乳酸(ChLac-Lac)(摩尔比1:10)分离效果更佳,综纤维素得率为48. 16%,木质素提取率为90. 13%,木质素纯度为90. 29%。与磨木木质素相比,ChCl-Lac和ChLac-Lac提取的木质素具有纯度高、杂质少、热稳定性好、相对分子质量低、分布窄的特性。     

杨木短时水热处理脱除半纤维素和木质素

对木质纤维素进行水热处理,能够使半纤维素和木质素有效分离进而实现高值利用。本研究探索杨木在温度180~200℃、时间5-10 min的连续多次短时水热处理(SHT),结果表明,半纤维素木糖产率与处理温度正相关,在200℃、5 min条件下2次处理达到最高产量,每吨杨木产出42.7千克木糖,溶出率31.3%。短时水热处理过程中木质素同样大量溶出,在200℃、5 min条件下3次处理,木质素溶出产量达101.1千克/吨木材,溶出率37.6%。与长时间水热处理方式相比,SHT能够更快溶出更多的木质素,这可能与SHT木质素缩合程度低有关。     

造纸法抄造烟草薄片用主要原材料成分分析

采用常规造纸纤维原料分析方法对造纸法抄造烟草薄片用主要原材料——烟梗和碎烟叶进行分析。实验表明:两种原料中的冷、热水抽出物和苯醇抽出物含量相当高,尤其是1%NaOH抽出物含量更高,几乎高达80%;综纤维素含量、木素含量较低,而果胶含量较高接近于韧皮纤维原料;对两种原料纤维进行筛分和Kajaani纤维分析,得出两种原料中细小纤维的含量较高,纤维的平均长度较短,纤维的长宽比较小。     

利用近红外光谱快速测定制浆材化学成分含量

为实现实际生产中制浆材综纤维素和木质素含量的快速测定和在线分析,按国家标准测定了5种制浆材共计87个样品的综纤维素和木质素含量,并利用国产便携式光谱仪采集了样品的近红外光谱。原始光谱经过MSC预处理之后,采用偏最小二乘法和留一法交叉验证方法分别建立相应的混合样品预测模型。预测结果表明:综纤维素和木质素模型的预测决定系数(RP2)分别为0.9658和0.9471,预测均方根误差(RMSEP)分别为1.1438%和1.1805%,相对分析误差(RPD)分别为5.41和4.35,这说明2个模型均具有较高的预测精度。因此利用便携式光谱仪对多种制浆材混合样品的综纤维素和木质素含量进行快速测定是可行的。     

不同立地条件和不同树龄欧美杨107的化学组成和特性

对顺义、菏泽和廊坊3个地区的欧美杨107按不同立地条件以及不同树龄分类,分析其化学组成。研究结果表明,顺义壤土5年生的欧美杨107化学组成最适宜制浆造纸,其苯醇抽出物含量0.82%,综纤维素含量80.86%,木素含量22.08%;菏泽沙壤土5年生的欧美杨107苯醇抽出物含量过高,达到2.03%,综纤维素含量最低,仅有78.87%,最不适宜作为造纸原料。对立地条件相同的欧美杨107,4年生以廊坊沙土的较好,5年生以顺义壤土的最好,6年生以菏泽沙壤土的较好;对树龄相同的欧美杨107,菏泽沙壤土以6年生的最好,廊坊沙土以4年生的最好。顺义壤土比沙土更适宜种植欧美杨107。     

几种亚热带速生乡土阔叶树种的制浆特性评价

选择10种具有发展前景的速生阔叶树，通过材质材性和CMP制浆性能的测定分析，并结合造林学特性评价，筛选出适宜于南方山地大规模种植的闹叶树种。结果显示，马褂木和光皮桦是非常优异的纸浆阔叶木，其木材密度中等，纤维细长，综纤维素含量高而木质素含量低。马褂木和光皮桦CMP的裂断长和撕裂指数都明显高于马尾松TMP。通过综合评价，四川桤木、闽粤栲和翅荚木等可作为次等重要的纸浆阔叶树种来考虑，而木荷、枫香、乳源木莲和山杜英等因其木材密度偏大或木质素、抽出物含量偏高等固有缺陷不适宜作为纸浆树种发展。     

竹柳与两种速生阔叶木的材性和制浆性能比较

对竹柳和毛白杨、巨尾桉三种速生阔叶材的原料化学组成、纤维特性和硫酸盐法制浆性能进行了研究。研究结果表明:竹柳的冷水抽出物、热水抽出物和1%NaOH抽出物含量均比毛白杨和巨尾桉高,灰分和苯醇抽出物含量比毛白杨低,但比巨尾桉高;竹柳的综纤维素含量低于毛白杨和巨尾桉,但聚戊糖含量相对较高,可以推断出竹柳的纤维素含量相对较低;竹柳的木素含量也相对较低。竹柳原料和其硫酸盐浆的纤维平均长度均比毛白杨和巨尾桉小,但纤维宽度和粗度介于毛白杨和巨尾桉之间。经硫酸盐法蒸煮后,竹柳纤维粗度下降到72.9μg/m。同时,竹柳的粗浆得率为50.80%,与毛白杨基本持平;竹柳未漂硫酸盐浆的物理性能略好于毛白杨和巨尾桉。     

热处理对毛竹化学成分变化的影响

在空气介质中对毛竹进行热处理,通过化学成分分析方法探讨了热处理温度(100～220℃)和热处理时间(1～4 h)对毛竹化学成分含量及颜色的影响,并结合热处理后毛竹失重率的变化情况分析了失重率与化学成分变化的相关性。结果表明,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,综纤维素和α-纤维素含量呈逐渐降低的趋势,而酸不溶木素含量呈相对升高的趋势,毛竹的失重率呈逐渐升高的趋势。失重率与综纤维素和α-纤维素含量之间为显著相关,颜色的变化主要由木素颜色的变化引起。     

烟梗、烟叶碎片和烟末的化学成分与纤维形态

为评价造纸法再造烟叶的原料特性,采用制浆造纸原料分析方法和烟草化学分析方法,分析了云南、四川两地不同年份烟梗、烟叶碎片和烟末的化学成分与纤维形态。结果表明:1烟梗和碎片中的综纤维素、硝酸-乙醇纤维素、木素和聚戊糖含量(质量分数)均远远低于禾本科造纸原料麦草和蔗渣,烟梗和碎片中的果胶、灰分和抽出物含量均显著高于麦草和蔗渣。其中,烟梗的综纤维素、硝酸-乙醇纤维素和木素含量高于碎片,碎片的苯醇抽出物和果胶含量高于烟梗;2烟梗的总糖、还原糖、钾、氯等含量高于碎片,烟梗的总氮、总植物碱、蛋白质、淀粉、果胶等含量低于碎片;3烟梗的重均纤维长度为0.55mm,宽度为22.09μm,长宽比为24.9,烟梗中非纤维细胞含量为90.9%,碎片和烟末几乎全部由非纤维细胞组成。     

黑龙江地区小麦麸皮化学组成分析

以我国黑龙江地区的小麦麸皮为原料，对其化学组成成分进行了定量分析，实验测得：小麦麸皮中灰分含量5．41％、木质素含量6．01％、淀粉含量25．90％、脂肪含量3．45％、戊聚糖含量19．42％、综纤维素含量46．05％、纤维素含量2．35％及总糖含量89．62％。实验结果表明：黑龙江地区的小麦麸皮中综纤维素含量较高．其中以半纤维素为主；戊聚糖含量较高，木质素含量低，易于提取戊聚糖，适应于作为制备功能性食品低聚糖的原料。     

离子液体[Mmim]DMP对不同木质纤维的溶解性能

研究了咪唑类离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[Mmim]DMP对于制浆造纸纤维原料桉木、芒秆和蔗渣的全组分溶解过程。结果表明:[Mmim]DMP在一定条件下对三种原料的溶解率分别为6.34%、9.24%和19.36%。对原料、未溶残渣和溶解析出物进行红外光谱和扫描电镜观察发现,三种原料在溶解过程中纤维素、半纤维素和木质素三种成分都被部分溶解,但其中桉木木素更易于溶解在离子液体。溶解后桉木残渣的木质素相对含量下降明显,综纤维素相对含量上升,表明[Mmim]DMP对桉木有较好的木质素溶出效果。     

水质对大麻纤维浸泡脱胶效果的影响

采用海水和清水对大麻纤维浸泡脱胶,并比较了其脱胶效果。结果显示,2种水质浸泡脱胶后大麻纤维中的果胶质、脂蜡质、水溶物等含量都大大降低,木质素的含量也降低较多,但半纤维素的含量下降不明显。大麻纤维用海水脱胶的效果虽然不如用清水脱胶,但其去除木质素效果也较好,从环保和节省淡水资源的角度考虑,可以用海水代替清水对大麻纤维进行脱胶处理。