自水解預(yù)處理對(duì)楊木片藥液浸漬的影響.pdf

1、目前，有研究在制漿或酶水解之前對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行自水解預(yù)處理，這將促使生物質(zhì)原料中的碳水化合物及木材結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并進(jìn)一步影響生物質(zhì)原料的藥液浸漬性能。藥液浸漬通常是傳統(tǒng)制漿過程的第一步，影響著后續(xù)制漿過程中的傳質(zhì)性能及漿料的穩(wěn)定性。然而，目前關(guān)于自水解木質(zhì)纖維原料的物理性能及浸漬性能的研究非常有限，而這對(duì)于制漿及生物質(zhì)的高效利用是極其重要的。
　　本文以楊木為原料，先采用不同強(qiáng)度的自水解條件對(duì)楊木邊材木片進(jìn)行自水解預(yù)處理，并分析了

2、自水解前后木片的物理性能，包括孔隙率、潤濕性、吸液量、干縮率和纖維飽和點(diǎn)(FSP);然后用NaOH溶液對(duì)自水解前后的木片進(jìn)行藥液浸漬處理，同時(shí)檢測(cè)木片內(nèi)外藥液中NaOH及溶出物含量，分析自水解對(duì)木片的浸漬性能和NaOH與木片的反應(yīng)性的影響;最后，建立木片反應(yīng)性滲透擴(kuò)散模型，通過該模型分析NaOH溶液向木片內(nèi)部的滲透、擴(kuò)散及反應(yīng)情況。
　　研究結(jié)果表明，隨著自水解強(qiáng)度的增加，自水解木片的體積孔隙率、干縮率和吸液量都逐漸增加，木片的基

3、本密度和潤濕性逐漸減小。隨著自水解強(qiáng)度增加到3.54，木片的纖維飽和點(diǎn)從28.62％增加到40.21％。自水解使楊木片的結(jié)構(gòu)更加疏松，改善了楊木片毛細(xì)管系統(tǒng)的吸濕性能。
　　自水解處理促進(jìn)了自由液（木片以外的浸漬液，F(xiàn)L）中NaOH濃度的降低，而對(duì)截留液（木片內(nèi)部的浸漬液，EL）中NaOH濃度的上升促進(jìn)較少，且在浸漬60 min后逐漸下降。楊木片溶出物的濃度和溶出木素的含量隨著自水解強(qiáng)度的增加而逐漸增加。由此表明，自水解不僅促進(jìn)了

4、楊木片的滲透和擴(kuò)散，同時(shí)也促進(jìn)了木片與NaOH的反應(yīng)及木素的脫除。自水解作用明顯提升了NaOH在木片長度方向（軸向）的浸漬程度，在厚度和寬度方向的提升較小。
　　根據(jù)反應(yīng)性滲透擴(kuò)散模型可以更直觀地說明，在NaOH浸漬的前60 min內(nèi)，木片與NaOH反應(yīng)速度最快，自水解作用促進(jìn)了反應(yīng)速度的大幅提升;在NaOH浸漬過程中，NaOH向木片內(nèi)的傳輸主要以擴(kuò)散作用為主，自水解預(yù)處理對(duì)木片的滲透和擴(kuò)散作用均有提高，但對(duì)滲透作用的提升更加明顯