熱水預(yù)抽提對麥草堿法制漿性能的影響研究.pdf

1、我國森林資源匱乏,非木材纖維原料,尤其是稻麥草等草類纖維長期以來一直是我國重要的制漿造紙原料之一。但是,草類纖維原料用于制漿造紙存在規(guī)模小、質(zhì)量低以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。隨著我國環(huán)境保護力度的加強,草漿制漿造紙企業(yè),尤其是中小型企業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　 近年來,面對全球的資源短缺與能源危機,生物質(zhì)能源以其可再生性和環(huán)保性而越來越受到研究者的重視,生物質(zhì)精煉技術(shù)也有了長足發(fā)展。生物質(zhì)精煉技術(shù)應(yīng)用于制漿造紙為制漿造紙企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級

2、提供了新的契機。
　　 制漿造紙行業(yè)作為木質(zhì)生物質(zhì)資源的主要利用途徑之一,通過發(fā)展生物質(zhì)精煉可以將傳統(tǒng)的化學(xué)漿廠轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲譂{紙-生物質(zhì)精煉聯(lián)合加工廠"(Integrated Forest Products Biorefinery,IFBR企業(yè)),這樣除了生產(chǎn)紙漿以外,還可以利用從制漿廢液或者預(yù)抽提液中提取的半纖維素、木素等生物質(zhì)成分,通過進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,用來生產(chǎn)高附加值的生物質(zhì)產(chǎn)品。這對于植物纖維資源的高效利用、環(huán)境保護以及提高制漿

3、造紙產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益都具有現(xiàn)實和長遠(yuǎn)的意義。
　　 本課題研究了麥草堿法制漿前的熱水預(yù)抽提反應(yīng)過程,探討了抽提溫度、反應(yīng)時間、液比等因素對熱水預(yù)抽提的影響。通過正交實驗極差分析,得出對預(yù)抽提后麥草得率影響最大的因素依次為:抽提溫度、反應(yīng)時間和液比。隨著抽提溫度升高,反應(yīng)時間延長,麥草得率下降明顯。實驗結(jié)果表明抽提溫度不宜超過150℃,如果抽提溫度過高,會造成麥草得率的嚴(yán)重?fù)p失。對抽提液中固形物含量和酸溶木素含量影響最大的因素依次為

4、:抽提溫度、液比和反應(yīng)時間。當(dāng)液比增大時,固形物含量和酸溶木素含量均有所降低。但是,液比過大時,會降低抽提液的pH值,這不僅影響半纖維素等的溶出,也增加了用水成本。
　　 研究了熱水預(yù)抽提對麥草燒堿.葸醌法(NaOH-AQ)制漿的影響。將熱水預(yù)抽提后的麥草與未抽提的原料麥草在相同的反應(yīng)條件下進(jìn)行了NaOH-AQ法制漿,探討了熱水預(yù)抽提對制漿后漿料性能的影響。熱水預(yù)抽提后麥草的NaOH-AQ法制漿結(jié)果表明:預(yù)抽提后麥草的蒸煮脫木素

5、率提高,卡伯值下降,粘度略有降低,漿料得率有不同程度的下降。通過正交實驗極差分析,得出對蒸煮后紙漿卡伯值和紙漿得率影響最大的因素依次為:抽提最高溫度、用堿量和保溫時間。在本實驗條件下,較佳的熱水預(yù)抽提工藝條件為:抽提最高溫度140℃,升溫時間30min,保溫時間60min,液比1:10;后續(xù)NaOH-AQ法蒸煮的較佳工藝條件為:用堿量12%(以NaOH計),蒸煮最高溫度155℃,升溫時間90min,保溫時間30min,液比1:5。

6、>　　 研究了熱水預(yù)抽提對麥草堿性化學(xué)機械法制漿的影響。在不同溫度條件下,對麥草進(jìn)行熱水預(yù)抽提處理,預(yù)抽提后的麥草與未抽提的原料麥草在相同條件下制備堿性化學(xué)機械漿(CMP)。實驗結(jié)果表明:經(jīng)過熱水預(yù)抽提后,麥草CMP的抗張強度、撕裂度和耐破度均有一定程度的提高,堿浸漬段的用堿量降低,打漿能耗降低。但是,紙漿得率均有不同程度的下降。
　　 簡要分析了熱水預(yù)抽提工藝的原理;通過傅里葉紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)等對熱