桉木化學(xué)機(jī)械法制漿節(jié)能提質(zhì)技術(shù)及作用機(jī)理的研究.pdf

1、桉木是我國(guó)化學(xué)機(jī)械法制漿最主要的原料之一。目前，化機(jī)漿企業(yè)主要通過(guò)采購(gòu)商品桉木片來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，由于商品桉木片存在來(lái)源不穩(wěn)、品種繁雜、材性差異大及儲(chǔ)存周期長(zhǎng)短不一等問(wèn)題，企業(yè)還缺乏對(duì)商品木片特性給制漿性能產(chǎn)生影響的正確認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確地根據(jù)原料特性變化進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)整，造成化機(jī)漿生產(chǎn)中普遍出現(xiàn)磨漿電耗高、化學(xué)品用量大、成漿質(zhì)量不穩(wěn)定及制漿廢水污染負(fù)荷高，難治理等問(wèn)題。因此，系統(tǒng)研究不同品種桉木的材性特征及化學(xué)機(jī)械法制漿性能差異，木片存儲(chǔ)、

2、浸漬條件、磨漿工藝等對(duì)化機(jī)漿性能的影響及其作用機(jī)理，其結(jié)果對(duì)我國(guó)桉木紙漿材的定向培育、桉木適宜化機(jī)漿原料的選擇，以及桉木化機(jī)漿生產(chǎn)的節(jié)能降耗、改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低污染等有較重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文的具體研究結(jié)果如下:
　　研究選取的尾巨桉(E urophylla×E.grandis)、巨尾桉(E grandis×E.urophylla)、尾葉桉(Europhylla)、藍(lán)桉(E globulus)及細(xì)葉桉(E tereticornis)

3、等5種桉木原料，它們的基本密度在469～515 kg/m3之間，巨尾桉最高，細(xì)葉桉最低;纖維平均長(zhǎng)度在755～785μm之間，差異不大;壁腔比在0.54～0.84之間，藍(lán)桉的最小，巨尾桉最大;綜纖維素含量在77.96％～81.36％之間，細(xì)葉桉的含量最高，巨尾按的最低;木質(zhì)素含量在23.18％～26.62％之間，尾巨桉的含量最低，尾葉按的最高。采用P-RC APMP工藝，在H2O2用量為5.0％，NaOH用量為4.5％的浸漬條件下，細(xì)葉

4、桉制漿得率最高，達(dá)86.7％，巨尾桉的最低，僅為84.2％;紙漿磨至相同加拿大游離度(CSF)300 mL，藍(lán)桉所需磨漿電耗最低，為1188kWh/t，且紙漿的抗張強(qiáng)度和白度最優(yōu)，分別達(dá)到30.13 N·m/g和82.3％ISO;巨尾桉所需的磨漿電耗最高，達(dá)1370 kWh/t，且紙漿的抗張強(qiáng)度和白度僅最差，為16.9 N·m/g和73.8％ISO。
　　桉木片原料無(wú)論含水率高低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間儲(chǔ)存后，會(huì)使其P-RC APMP制漿所

5、需磨漿電耗增加，制漿得率、制得紙漿的強(qiáng)度性能和光學(xué)性能均出現(xiàn)不同程度的下降。
　　在P-RC APMP制漿中，浸漬段堿用量水平對(duì)桉木的制漿性能有顯著影響。在特定的H2O2用量下，增加浸漬段堿用量（其它條件一致），會(huì)使制漿得率下降和制得紙漿的松厚度降低，但可以減少磨漿電耗，并顯著提高紙漿強(qiáng)度性能;當(dāng)NaOH與H2O2用量比值小于1時(shí)，紙漿白度隨堿用量的提高有小幅度下降，但當(dāng)比值超過(guò)1后，紙漿白度下降幅度會(huì)顯著提高。其它制漿條件相同，

6、浸漬段添加適宜的滲透劑可以改善桉木的化學(xué)機(jī)械法制漿性能，其中，添加0.4％的磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽類滲透劑，紙漿磨至加拿大游離度300mL，磨漿電耗比對(duì)照樣可減少10％以上，纖維束含量可減少46％，紙漿的抗張強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度可分別提高11.4％、14.3％及15.6％，但對(duì)白度無(wú)明顯影響。
　　提高第一段盤磨轉(zhuǎn)速對(duì)細(xì)葉桉P-RC APMP制漿性能有顯著的影響。在總H2O2用量5.0％，NaOH用量4.5％的浸漬條件下，第一段

7、盤磨轉(zhuǎn)速?gòu)?000 r/min分別提高至3500r/min和4000 r/min，紙漿磨至加拿大游離度670 mL，所需電耗可分別減少16％和27％，漿中纖維束含量分別下降20％和35％;后續(xù)磨漿中輸入總電耗1000 kWh/t時(shí)，制得紙漿抗張強(qiáng)度可分別提高15.6％和22.4％。此外，相同的浸漬條件下，選用不同濃度進(jìn)行第二段磨漿，對(duì)制漿性能會(huì)產(chǎn)生較大影響。與高濃磨漿相比，采用較低濃度磨漿制取相同加拿大游離度的紙漿，可以節(jié)省磨漿電耗，減

8、少漿中纖維束含量，但紙漿強(qiáng)度和白度會(huì)有所下降。其中分別采用中濃(10％)或低濃(5.0％)進(jìn)行后續(xù)磨漿，紙漿磨至加拿大游離度370mL所需電耗相近，比30％濃度磨漿減少約8.0％左右，漿中纖維束含量分別減少85.7％及94.9％;當(dāng)磨漿總電耗輸入為1000 kWh/t時(shí)，制得紙漿的抗張強(qiáng)度分別下降6.7％和12.1％，白度均下降約1.0％ISO。
　　掃描電鏡研究顯示，木片原料纖維結(jié)合緊密，紋孔及導(dǎo)管絕大部分處于封閉堵塞狀態(tài)。通過(guò)

9、機(jī)械擠壓，可以使木片纖維間裂縫及纖維上紋孔的開(kāi)孔率增加，木片的浸漬藥液吸收速率和吸收量提高?；瘜W(xué)機(jī)械法制漿中木片浸漬性能影響因素的影響程度順序?yàn)?時(shí)間＞溫度＞濃度＞化學(xué)品用量。
　　UV-Vis光譜及紅外光譜分析顯示，細(xì)葉桉化機(jī)漿堿性H2O2漂白，主要是通過(guò)H2O2對(duì)漿中木質(zhì)素的醛基、羰基結(jié)構(gòu)及醌型結(jié)構(gòu)等發(fā)色基團(tuán)產(chǎn)生的破壞作用來(lái)實(shí)現(xiàn);化機(jī)漿返色的主要原因是木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的醛基、共軛羰基及醌型結(jié)構(gòu)受紫外光照或高溫高濕的誘導(dǎo)發(fā)生變化，其