超聲化學(xué)法協(xié)同生物酶處理對楊木高得率漿性能的影響.pdf

1、在我國,速生楊木因其具有生長周期短、可再生性強(qiáng)、纖維質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)點使其成為制漿造紙行業(yè)的優(yōu)選纖維原料，其應(yīng)用研究也得到了快速發(fā)展。但速生楊高得率漿存在強(qiáng)度性能差、細(xì)小纖維組分含量高等缺陷限制了其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。為了改善速生楊高得率漿的性能，本論文對速生楊高得率漿進(jìn)行了超聲化學(xué)法協(xié)同生物酶處理，采用加拿大游離度測定儀（CSF）、纖維質(zhì)量分析儀（FQA）、比表面積測定儀（SSA）、表面電荷密度測定儀、環(huán)境掃描電鏡（SEM）、熱重分析儀

2、等現(xiàn)代分析儀器對處理前后紙漿的纖維性能進(jìn)行了分析檢測，探討了不同的預(yù)處理條件對速生楊高得率漿性能的影響，優(yōu)化確定了不同處理方法的較適宜處理工藝條件。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴探討了超聲波協(xié)同木聚糖酶處理對速生楊化學(xué)機(jī)械漿（CMP）的影響。較理想的處理條件為超聲波功率120 W、木聚糖酶用量30 U/g、反應(yīng)溫度40℃和反應(yīng)時間30 min。在此條件下，與未經(jīng)過處理CMP紙漿CSF450 mL相比，經(jīng)過單獨木聚糖酶處理和超聲波協(xié)同

3、木聚糖酶處理的紙漿CSF分別增加到675 mL和700 mL，分別增加了50.0％和55.6%。與未經(jīng)過處理CMP紙漿比表面積4.8 m2/g相比，經(jīng)過單獨木聚糖酶處理和超聲波協(xié)同木聚糖酶處理的紙漿比表面積分別增加到6.0 m2/g和6.5 m2/g，分別提高了25.0%和35.4%。SEM圖片顯示，木聚糖酶單獨處理以及超聲波協(xié)同木聚糖酶處理均能改變纖維表面形貌，促進(jìn)纖維分絲帚化，而且超聲波協(xié)同木聚糖酶處理效果更明顯。FQA結(jié)果顯示，木

4、聚糖酶單獨處理和超聲波協(xié)同木聚糖酶處理對紙漿纖維的平均長度和寬度影響較小，但對紙漿中細(xì)小纖維含量有所影響，細(xì)小纖維含量分別降低了15.3%和33.3%。經(jīng)過單獨木聚糖酶處理和超聲波協(xié)同木聚糖酶處理后，CMP紙漿纖維表面的分絲帚化和細(xì)纖維化程度提高，纖維表面更加疏松和多孔，改善了高得率紙漿纖維的濾水性能和纖維內(nèi)部孔徑分布，提高了紙漿纖維質(zhì)量，而且超聲波協(xié)同木聚糖酶處理好于單獨木聚糖酶處理。⑵探討了超聲波協(xié)同離子液體（1-烯丙基-3-甲基咪

5、唑氯鹽[AMIM]Cl）處理對速生楊化學(xué)熱磨機(jī)械漿（CTMP）纖維性能的影響。結(jié)果表明，較理想的預(yù)處理條件為超聲波功率120 W、離子液體用量5 mL/g絕干漿、反應(yīng)溫度60℃和反應(yīng)時間30 min。此條件下，相對于未處理紙漿CSF760 mL，經(jīng)過離子液體單獨處理和超聲波協(xié)同離子液體處理后的CTMP漿的CSF分別降低到580 mL和550 mL，分別降低了23.7%和27.6%；相對于未處理紙漿保水值（WRV）1.45 g/g，經(jīng)過離

6、子液體單獨處理和超聲波協(xié)同離子液體處理后的紙漿WRV分別提高到1.68 g/g和1.76 g/g，分別提高了15.9%和21.4%；相對于未處理紙漿纖維表面電荷密度-10μeq/g，經(jīng)過離子液體單獨處理和超聲波協(xié)同離子液體處理后的紙漿纖維表面電荷密度量分別降低到-16μeq/g和-18μeq/g，分別降低了60.0%和80.0%。與未處理紙漿相比，經(jīng)過離子液體單獨處理和超聲波協(xié)同離子液體處理后的紙漿纖維平均長度分別降低了8.0%和8.2

7、%，平均寬度分別增加了1.0%和5.4%，比表面積分別增加了47.3%和134.1%，扭結(jié)指數(shù)分別增加了9.5%和20.3%。在紙漿強(qiáng)度方面，與未處理紙漿相比，經(jīng)過離子液體處理后的紙漿抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)和耐折次數(shù)分別增加了30.1%、32.0%、8.8%和100.0%，而經(jīng)過超聲波協(xié)同離子液體處理后的紙漿則分別增加了41.0%、36.0%、11.7%和150.0%。在改善紙漿強(qiáng)度方面，超聲波協(xié)同離子液體處理效果好于單獨離子液體

8、處理。⑶探討了超聲波協(xié)同化學(xué)藥劑（氫氧化鈉溶液）處理對楊木CTMP漿性能的影響。結(jié)果表明，較理想的預(yù)處理條件為氫氧化鈉溶液濃度為3%、反應(yīng)溫度為30℃和反應(yīng)時間為30 min。此條件下，在濾水性方面，與未處理紙漿CSF504 mL相比，經(jīng)過單獨氫氧化鈉處理和超聲波協(xié)同氫氧化鈉處理的紙漿的CSF分別增加到565 mL和605 mL，分別提高了12.1%和20.0%，紙漿濾水性能有所改善；同時，紙漿中纖維素含量分別增加了19.4%和20.5

9、%，半纖維素含量分別降低了23.6%和31.3%，酸不溶木素含量分別降低了7.9%和11.9%，酸溶木素含量分別降低了4.5%和27.3%，在纖維質(zhì)量方面，F(xiàn)QA分析顯示，與未處理CTMP紙漿相比，經(jīng)過氫氧化鈉單獨處理和超聲波協(xié)同氫氧化鈉處理后紙漿纖維平均長度分別增加了3.8%和1.0%，平均寬度分別降低了2.8%和2.1%，細(xì)小纖維含量分別降低了18.3%和19.7%。在紙漿強(qiáng)度方面，與未處理 CTMP紙漿相比，經(jīng)過氫氧化鈉溶液單獨處