桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿的xps和sem分析

1、 作者簡介 : 王香平 ,女 ,碩士研究生 ,主要從事造紙濕部化學(xué)與清潔生產(chǎn)方面的研究。3 資助項(xiàng)目 : 國家自然科學(xué)基金 (20776054)資助課題。桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿的 XPS和 SE M分析3王香平 何北海 錢麗穎 鄧永民(華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ,廣東 廣州 510640)摘 要 :本文研究了經(jīng)堿性亞鈉法處理的桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿紙頁強(qiáng)度指標(biāo) ,并利用 X射線光電子能譜 (XPS)和掃描電子顯微

2、鏡 ( SE M)技術(shù)分析了紙漿纖維的表面特征。結(jié)果表明 ,隨燒堿用量增加 ,桉木 CT MP所抄紙頁強(qiáng)度得到提高 ,纖維表面 O /C比有所增大 ,且 C1峰面積減小 ,說明漿料隨處理用堿量增加 ,表面木素和抽提物含量降低 ,碳水化合物含量增加。SE M形貌圖也證明了纖維表面的變化情況。關(guān)鍵詞 : 桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿 ;堿性亞鈉法處理 ;物理性能 ; 表面特征中圖分類號 : TS749+. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : A 文章

3、編號 : 1671 - 4571 (2009) 012 00422 04引 言化學(xué)熱磨機(jī)械漿 (CT MP)是在傳統(tǒng)的 T MP基礎(chǔ)上發(fā)展起來的集化學(xué)處理和機(jī)械處理于一體的先進(jìn)高得率制漿方法之一。它具有得率高、 環(huán)境污染少、投資省、 工藝設(shè)備簡單等多種優(yōu)點(diǎn)[ 1 ] 。在 CT MP制漿中 ,沒有去除連接纖維束間的胞間層 (主要化學(xué)成分是木素 ) ,而且木素在胞間層的含量 (70% - 80% )遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在纖維細(xì)胞壁的含量(20% -

4、30% ) ,使纖維分離不完全 ,纖維表面類似涂敷了一層疏水性的木素 ,如果有較多的木素在纖維表面 ,就會影響到氫鍵結(jié)合 ,纖維間的結(jié)合力就會降低 ,成紙結(jié)構(gòu)疏松 ,紙頁結(jié)合強(qiáng)度低等?，F(xiàn)代分析手段和先進(jìn)儀器的進(jìn)步 ,為對纖維表面進(jìn)行更深入系統(tǒng)的研究提供了良好的條件。本文用 X射線光電子能譜 (XPS)和掃描電子顯微鏡 ( SE M)對經(jīng)堿性亞鈉法處理后的桉木 CT MP纖維表面特征進(jìn)行研究 ,探討纖維表面不同木素含量與紙頁強(qiáng)度的關(guān)系。堿

5、性亞鈉法的化學(xué)處理可以改善紙漿強(qiáng)度和表面特性 , NaOH可以使紙漿纖維潤漲軟化 ,能夠和木素反應(yīng)導(dǎo)致小分子量的木素溶出 ,提高制漿的物理強(qiáng)度指標(biāo) ; Na2 S O3通過對木素的磺化作用 ,提高了化機(jī)漿纖維的親水性和柔韌性 ,使得磨漿過程相對容易 ,提高纖維的細(xì)纖維化。1 實(shí) 驗(yàn)1. 1 桉木 CT MP漿料的制取桉木原料 ,取自廣東雷州林業(yè)局尾葉桉 ,桉木CT MP漿由華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的安德里茲中試系統(tǒng)制得

6、。工 藝 條 件 : NaOH 2% , Na2 S O3 2% , 溫 度100℃,保溫時間 60m in。磨漿條件 : CT MP漿料再用吉林造紙廠 G NW -300高濃磨漿機(jī)進(jìn)行兩段磨漿 ,磨漿間隙分別為 0. 3mm和 0. 1mm。1. 2 實(shí)驗(yàn)方法1. 2. 1 堿性亞鈉法處理漿料每樣品取 50g (絕干 )桉木 CT MP漿 ,按表 1將漿料和化學(xué)藥品放入塑料袋密封進(jìn)行水浴處理 ,液比 1 ∶ 7,為使藥液反應(yīng)均勻

7、,每隔 10m in將塑料袋均勻捏一遍。表 1 堿性亞鈉法處理?xiàng)l件樣品編號水浴溫度/℃NaOH用量/%Na2 S O3 用量/%水浴處理時間/h1 100 0 15 22 100 5 15 23 100 10 15 24 100 20 15 21. 2. 2 PFI打漿將已處理的漿料充分洗滌、 解離、 濃縮后進(jìn)行打2 4Paper Science C1s峰面積減少 ,說明碳原子數(shù)減少 ,即 O /C比增加和 C 1 峰面積減小。表明

8、桉木 CT MP內(nèi)碳水化合物含量增加同時木素和抽提物含量減少。 此結(jié)果與圖 1結(jié)果相符合。表 3 桉木 CT MP處理后 XPS的 O /C比和木素含量指標(biāo)編 號組 1 組 2 組 3 組 4燒堿用量 /% 0 5 10 20C1s峰面積 /% 60. 41 59. 98 59. 46 59. 12O1s峰面積 /% 39. 59 40. 02 40. 54 40. 88O /C 0. 65 0. 67 0. 68 0. 69表

9、面木素濃度 /% 35. 53 33. 16 30. 24 28. 30漿料總木素含量 /% 32. 17 24. 01 23. 92 22. 47表面木素濃度計(jì)算公式[ 3 ]按照公式 (1)計(jì)算 :表面木素濃度 =O /C 紙頁 - O /C 碳水化合物O /C 木素 - O /C 碳水化合物 × 100%(1)其中 (O /C)木素取 0. 333, (O /C)碳水化合物取 0. 833。從表 3知 ,表面木素濃度隨處