堿木素改性合成紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的研究.pdf

1、為了保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，減少木材的耗量，目前造紙工業(yè)廣泛利用二次纖維及草類植物纖維制漿造紙，但由于這些纖維本身的特性，都存在成紙強(qiáng)度差、紙質(zhì)低等缺陷，已經(jīng)成為目前制漿造紙行業(yè)亟需解決的問題。制漿造紙工業(yè)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明：紙漿中添加適量的增強(qiáng)劑是解決紙頁強(qiáng)度的一種有效的途徑。在化學(xué)法制漿中產(chǎn)生的黑液，其中的固形物占整個(gè)造紙工業(yè)污染的90％，是主要的污染源，且主要采用燃燒法堿回收黑液處理工藝，有機(jī)物作為燃料回收，其利用價(jià)值不高。因此，無論

2、從資源有效利用還是從解決環(huán)境污染問題的角度考慮，研究利用堿木素已經(jīng)成為有較大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和深遠(yuǎn)社會意義的課題。 本課題研究和探討了改性木素、改性木素-脲醛樹脂合成物、改性木素-三聚氰胺甲醛樹脂的制備、增強(qiáng)效果及合成與增強(qiáng)機(jī)理。 堿木素基本結(jié)構(gòu)單元分子類似于苯酚，含有酚羥基，醇羥基，甲氧基等活性基團(tuán)，可以發(fā)生羥甲基化等改性反應(yīng)。木素經(jīng)過改性后，使之與UF，MF等增強(qiáng)作用樹脂進(jìn)行共聚，然后添加到紙漿中并留著，使之與纖維形成交聯(lián)，

3、則起到提高紙頁或者紙板強(qiáng)度的效果。 根據(jù)木素結(jié)構(gòu)特征，用甲醛對堿木素進(jìn)行羥甲基化，反應(yīng)產(chǎn)物改性木素與脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂合成增強(qiáng)劑(ML-UF、ML-MF)，并優(yōu)化出各個(gè)反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件：①堿木素羥甲基化改性：甲醛用量6.33mmol·g-1lignin，pH值10.5，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間90min；②合成ML-UF：ML用量40％，pH值8.5，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間3.5h；③合成ML-MF：ML用量80％，

4、pH值8.5，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間3.0h。 三種改性產(chǎn)品應(yīng)用試驗(yàn)表明：控制紙漿pH值為4.5～5.5，增強(qiáng)劑用量為6％時(shí)，紙頁抗張強(qiáng)度最大，可分別提高紙頁的干強(qiáng)度為33.8％、59.1％、63.4％，而且紙頁潤濕后，其濕強(qiáng)度保持為干強(qiáng)度的40.2％、38.8％、42.5％。紅外光譜研究表明：改性木素結(jié)構(gòu)基本保留原有木素的基團(tuán)特征吸收，并且明顯的增加了1060cm-1羥甲基的C-O振動吸收，證實(shí)堿木素己羥甲基化；同時(shí)通過ML

5、-UF、ML-MF樣品的紅外光譜的研究，證實(shí)了改性木素與脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂已經(jīng)進(jìn)行了交聯(lián)。 紙頁掃描電鏡觀察研究證實(shí)：添加了ML、ML-UF與ML-MF的紙頁，其平面上出現(xiàn)的孔洞數(shù)目大量減少，而且還出現(xiàn)較多纖維之間的橋連，可以推測，加入增強(qiáng)劑能增加纖維之間的結(jié)合力。 紙頁熱分析研究表明：TG圖中，添加增強(qiáng)劑的紙頁失重量大于未加助劑的紙頁，而且各自的失重溫度范圍不同，可見兩種紙頁的揮發(fā)成分的耐熱性不同；在DSC圖中