纖維素纖維復(fù)合絨毛化工藝及機(jī)理研究.pdf

1、絨毛漿纖維是絨毛漿漿板干法解離后用于衛(wèi)生用品的柔軟且彈性好的高吸水性材料，有關(guān)絨毛漿漿板纖維弱結(jié)合及絨毛漿纖維吸收性的矛盾問(wèn)題一直倍受關(guān)注。課題提出了復(fù)合絨毛化的新工藝，并分別以工廠、自制馬尾松半漂漿為原料，研究得到復(fù)合絨毛化的工藝方法及最佳工藝條件，并在此基礎(chǔ)上，將復(fù)合絨毛化工藝分別與超聲波預(yù)處理、解鍵劑結(jié)合用于絨毛漿的制備中，探討物理絨毛化與化學(xué)絨毛化結(jié)合使用的優(yōu)越性，在工藝探討的基礎(chǔ)上，采用MorfiCompact、SEM、X-r

2、ay、FT-IR、SEM-EDAX、XPS儀器分析方法，進(jìn)行了機(jī)理的初步研究。
　　復(fù)合絨毛化處理方法的最佳工藝條件為:用堿量，8％;H2O2用量，1.8％;溫度，70℃;濃堿處理時(shí)間，10min。在上述工藝條件下制備得到的絨毛漿，緊度為0.30g/m3，耐破指數(shù)為0.57KPa·m2/g，吸水速度為3.30s/g，吸收性為9.14g/g，干蓬松度為17.43cm3/g，經(jīng)一段補(bǔ)充漂白后，白度達(dá)82.44％ISO，達(dá)到絨毛漿國(guó)標(biāo)G

3、B/T21331-2008對(duì)絨毛漿性能的要求。該工藝同樣適用于實(shí)驗(yàn)室自制馬尾松硫酸鹽半漂漿，當(dāng)自制半漂漿蒸煮后紙漿卡伯值為33.02，并采用O-O-D漂白工藝時(shí)，在復(fù)合絨毛化最佳工藝條件下，制備得到的絨毛漿纖維部分性能不及工廠馬尾松硫酸鹽半漂漿，進(jìn)一步研究中需從蒸煮工藝、設(shè)備兩方面作以改進(jìn)。
　　超聲波預(yù)處理時(shí)間為30min時(shí)，纖維的吸收性、保水值(WRV)分別增加了23.49％、16.47％，纖維之間的結(jié)合強(qiáng)度僅增加了4.07％

4、，零距抗張強(qiáng)度降低了8.11％;將其與復(fù)合絨毛化結(jié)合用于絨毛漿制備中，一方面，超聲波預(yù)處理促進(jìn)了紙漿纖維的吸水潤(rùn)脹，增加了纖維的比表面積，從而增加了復(fù)合絨毛化處理時(shí)纖維對(duì)藥液的可及度，減少?gòu)?fù)合絨毛化處理的藥品用量;另一方面，采用超聲波預(yù)處理的機(jī)械處理方式代替部分化學(xué)處理方式，降低了藥品用量及廢液處理成本。
　　解鍵劑用量為0.5％，抄造溫度為40℃時(shí)，制備得到的絨毛漿緊度為0.31g/m3，耐破指數(shù)為0.30KPa·m2/g，吸水

5、速度為1.10s/g，吸收性為8.23g/g，干蓬松度為19.78cm3/g，達(dá)到絨毛漿國(guó)標(biāo)GB/T21331-2008對(duì)絨毛漿性能的要求;與復(fù)合絨毛化結(jié)合使用時(shí)，當(dāng)用量?jī)H為0.25％時(shí)，相比單獨(dú)復(fù)合絨毛化處理，抄造得到的絨毛漿漿板耐破指數(shù)降低了40.85％，透氣度升高了13.88％，纖維吸收性?xún)H降低了2.50％，吸水速度降低了12.12％。
　　MorfiCompact研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絨毛化處理后纖維發(fā)生了潤(rùn)脹、卷曲，纖維粗度及彎

6、曲纖維含量分別增加了6.51％和26.13％，導(dǎo)致纖維之間的孔隙增加，纖維表面游離羥基之間的距離也增加，有利于削弱絨毛漿漿板纖維之間的結(jié)合。細(xì)小纖維含量降低了29.63％，減少了干解離時(shí)的粉塵。SEM掃描圖片顯示，復(fù)合絨毛化處理后纖維表面包覆層去除，部分碳水化合物降解。
　　X-ray研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絨毛化處理后，纖維素的結(jié)晶度下降了45.10％;超聲波與復(fù)合絨毛化結(jié)合處理后，試樣纖維素的結(jié)晶度下降了48.99％，無(wú)定形區(qū)增多，出現(xiàn)

7、了纖維素-Ⅱ晶體結(jié)構(gòu)中的特征衍射吸收峰。FT-IR研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絨毛化處理后，分子間氫鍵占總氫鍵強(qiáng)度比例由67.95％減小至61.74％，總的分子內(nèi)氫鍵占總氫鍵強(qiáng)度比例增加;超聲波與復(fù)合絨毛化結(jié)合處理后，纖維素分子間氫鍵占總氫鍵強(qiáng)度比例由67.95％減小至33.13％，新增了分子間氫鍵O(2)H…O(2')或O(6)H…O(2')，其占總氫鍵強(qiáng)度比例為25.53％，總的分子內(nèi)氫鍵占總氫鍵強(qiáng)度比例增加。氫鍵的斷裂暴露出較多的游離羥基，對(duì)于

8、絨毛漿纖維的吸收性是有利的，而且較多的分子間氫鍵斷裂可以削弱絨毛漿漿板纖維之間的結(jié)合。
　　SEM-EDAX研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合絨毛化處理后纖維表面C元素百分比含量增加、O元素百分比含量降低;XPS全譜掃描結(jié)果顯示，復(fù)合絨毛化處理后，試樣纖維表面O元素?cái)M合峰-OH原子百分比減小了4.15％，說(shuō)明處理過(guò)程中有部分碳水化合物發(fā)生降解，并且主要為半纖維素，纖維表面-OH含量較小幅度的減小，既削弱了纖維之間的結(jié)合力，又能將其對(duì)纖維吸收性的負(fù)面影