专业学位研究生化工装备与控制课程案例库建设探讨

案例教学是提升工程类专业学位研究生工程实践和创新能力的重要方法。通过对课程案例库建设背景和意义的分析,构建了包含10个典型案例的化工自动化案例库,并将其应用于专业学位研究生课堂教学实践,提出了案例库需要改进的建议,为专业学位研究生工程案例教学提供实践经验。     

金属离子与模拟造纸白水溶解性有机物共混对超滤膜污染的影响

采用聚丙烯酸钠作为造纸白水中溶解性有机模拟物,通过恒压过滤的方式研究了金属离子与造纸白水中溶解性有机物共混时,溶液pH值、Na~+浓度、高价金属离子浓度对有机物粒径以及超滤膜通量的影响,并通过Hermia线性方程拟合、超滤膜阻力分布、滤饼比阻分析膜污染类型。实验结果表明:有机物粒径随着溶液pH值升高而增大,此时,超滤膜通量衰减变得缓慢;而溶液Na~+浓度以及高价金属离子浓度的增加则加重了膜污染程度。对膜阻力构成分析结果表明,随着高价金属离子浓度的增加,超滤膜固有阻力以及膜孔堵塞阻力所占比例逐渐减小,表面滤饼阻力逐渐提高。模型拟合分析发现,未添加高价金属离子的模拟溶液膜污染以膜孔堵塞为主,而金属离子浓度较高时,由于络合作用的存在,大粒径有机物对超滤膜主要形成滤饼层污染,滤饼比阻随着金属离子浓度的提高而增大,此时形成的滤饼层导水性差,且相同浓度的Fe~(3+)的加入比Ca~(2+)危害更大。     

新型硅铝微粒的助留助滤性能

研究了自制硅铝微粒与阳离子淀粉(CS)、CPAM组成的微粒系统、湿部剪切力及其pH值对纸料助留助滤性能的影响。研究结果表明硅铝微粒是一种性能优异的微粒助留助滤剂，与阳离子淀粉-CPAM构成的微粒系统有更好的助留和助滤性能，有更强的抗剪切能力和更宽的pH值适应范围。     

纳米淀粉的制备与应用性能研究

淀粉是一种天然、可再生和可生物降解的聚合物,是自然界中第二大丰富的生物质材料。因其结构复杂性,多年来科学家一直致力于淀粉结构研究。目前,最为公认的淀粉模型为同轴半结晶的多尺度结构,由此衍生出两种淀粉纳米微粒的制备方法:1)酸水解处理无定形区的半结晶颗粒产生淀粉纳米微晶;2)由糊化淀粉得到淀粉纳米颗粒。文章从淀粉纳米颗粒的制备、属性和应用的角度进行综述,发现淀粉纳米颗粒可作为填充剂改善生物复合物的机械性能和阻隔性能。当下,致力于寻求创新有效、可持续、在工业包装中有广泛应用的方案系统研究有待于继续加强;同时淀粉纳米颗粒与其它生物聚合物相混合的研究开发将成倍增长,且得到越来越多的关注。     

基于资源化回用的OCC废纸浆二次淀粉的理化特性研究

采用纸张表面施胶-干燥-溶解的基本工艺步骤,模拟制备废旧箱纸板(OCC)废纸浆二次淀粉,分析了制浆过程中OCC废纸浆进入水相后二次淀粉的理化特性及过氧化氢(H₂O₂)离子化改性二次淀粉的留着性能。结果表明,当溶解条件为温度90℃、溶解时间30 min、转速1500 r/min时,二次淀粉几乎完全溶解;二次淀粉黏均分子质量由0. 4×10⁵g/mol降为0. 3×10⁵g/mol;热稳定性能下降,最大热分解温度由316. 5℃降至303. 6℃;红外分析表明没有新的官能团生成;将H₂O₂离子化改性的二次淀粉回用于造纸湿部,取代度(DS) 0. 15的改性二次淀粉在纤维上的留着率可达约48. 0%,并提高了纸张物理性能。     

SMA在麦草浆AKD施胶纸上的应用

用自制的苯乙烯．马来酸酐共聚物盐(SMA)对经过AKD施胶的漂白麦草抄造的纸进行了表面施胶实验,实验发现：SMA分子质量高,纸的施胶度增大,透气度值下降,相对分子质量超30000时,纸的施胶度不再有明显的提高,而透气度值则继续降低;钠盐的抗水性较差,但对纸页的成膜能力较强．且明显好于SMA铵盐;苯乙烯对马来酸酐比例越大,赋予纸页表面的抗水性和平滑度越好。与SMA共同进行表面施胶的阴离子淀粉对纸页平滑度和IGT拉毛强度的改善明显好于氧化淀粉;木薯淀粉表面施胶性能优于玉米淀粉。     

NaOH/硫脲/尿素预处理对棉纤维TEMPO选择性氧化的影响

采用NaOH/硫脲/尿素体系对棉纤维进行预处理,再进行选择性氧化,可以有效提高氧化棉纤维的羧基生成量。对比研究预处理棉纤维与普通棉纤维经2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)选择性氧化后的羧基含量、纤维形态以及黏度。结果表明,经NaOH/硫脲/尿素体系预处理能够加快氧化反应速率,增加羧基生成量,但对纤维有一定的损伤。其中,羧基生成量随着纤维质量分数的增加呈先增加后减少的趋势,当纤维素质量分数为6%时,羧基生成量最大,棉纤维的可及度和反应性提高。纤维形态分析表明,经NaOH/硫脲/尿素体系预处理的棉纤维润胀溶解程度要大于未预处理的氧化棉纤维;在TEMPO的氧化条件下,氧化棉纤维的相对黏度随着纤维素质量分数增加而增加;当纤维素质量分数较高时,氧化过程中氧化棉纤维的羧基生成量和降解程度都近似于原纤维。     

脂肪酰胺施胶剂的合成及应用

以硬脂酸、二乙烯三胺(DETA)、环氧氯丙烷(EPI)为原料,经2步合成了阳离子脂肪酰胺施胶剂。首先将硬脂酸与二乙烯三胺以2:1.1的摩尔比,在180℃的温度反应6 h,生成双硬脂酰胺;接着用环氧氯丙烷对双硬脂酰胺进行阳离子化,在80℃下反应3 h,最后对反应产物进行乳化,制备成阳离子脂肪酰胺施胶剂。应用实验结果表明:阳离子脂肪酰胺施胶剂适合作为纸页表面施胶,能较好地克服常规AKD表面施胶时出现的高温水解及施胶度滞后等问题。     

海藻酸钠TEMPO改性及其在造纸中的应用初探

钙离子对实现造纸白水封闭循环有关键性的制约作用。通过对天然海藻酸钠进行改性来制备高羧基含量的化学助剂用于造纸湿部,可以起到控制钙离子影响的效果。通过测定2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)改性海藻酸钠羧基含量和螯合值,分析研究了NaClO用量、pH值和温度对反应过程的影响。选取氧化后羧基含量为2.14%、3.61%和未氧化(1.96%)的三组海藻酸钠添加到造纸湿部中进行应用实验,结果表明在一定的添加量下海藻酸钠能提高纸料的留着、滤水性能,并同时提高纸张强度。海藻酸钠加入量0.02%时最佳,并且羧基含量为3.61%的改性海藻酸钠作用效果最好。     

造纸系统中的无机盐和阴离子干扰物控制

指出水系统封闭循是造纸工业目前最重要。最有潜力的清洁生产途径。造纸清洁生产及节约用水的关键是提高造纸白水的清洁程度。捷高水的利用率。而提高白水清洁程度的关键是降低湿部系统的阴离子类干扰物及无机盐的含量。并且让这些有害物质能有效地转移并吸附到纸浆纤维表面而留在纸页中，由此保持湿部化学环境的稳定和纸机的正常运行。