楊木自水解過程中木素結(jié)構(gòu)的變化及其對甲酸制漿的影響.pdf

1、植物纖維原料的自水解在溶出大量半纖維素和少量木素的同時，也會使木素的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。固相中木素的結(jié)構(gòu)變化會影響后續(xù)的制漿性能，而溶入水解液中的木素結(jié)構(gòu)特征則關(guān)系到后續(xù)木素的提取和利用。因此，明晰自水解過程中的木素化學(xué)以及木素結(jié)構(gòu)變化與制漿性能的關(guān)系是建立生物質(zhì)精煉平臺急需解決的問題之一。
　　論文研究了楊木自水解過程中木素的結(jié)構(gòu)變化及其對后續(xù)甲酸法制漿性能的影響，并系統(tǒng)分析了甲酸蒸煮過程中溶出木素的結(jié)構(gòu)特征。
　　楊木木片經(jīng)自

2、水解處理后，分別提取殘留于固相中的木素和溶入水解液中的木素。利用傅里葉紅外光譜（FT IR）、核磁共振（1H NMR、13C NMR、2D-HSQC、31P NMR）、激光光散射與凝膠滲透色譜聯(lián)用（GPC-MALLS）以及熱重分析（TGA、DSC）對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明，楊木自水解過程中，木素中的β-O-4鍵斷裂，-OCH3部分脫除，同時木素也會發(fā)生縮合反應(yīng)。留存于木片中的木素和溶出木素的總酚羥基、縮合型酚羥基增多，脂肪族羥基

3、減少，紫丁香基羥基/愈創(chuàng)木基羥基（S-OH/G-OH）比值增大，分子量增大而多分散指數(shù)降低，熱穩(wěn)定性提高。而與留存于木片中的木素相比，溶出木素的縮合程度更高。
　　對自水解的楊木木片進(jìn)行了甲酸法制漿。與未經(jīng)自水解的木片相比，自水解后的木片甲酸蒸煮后，細(xì)漿得率、纖維素含量和綜纖維素含量均較低。隨著自水解強(qiáng)度的提高，甲酸蒸煮所得漿料的白度、纖維素聚合度、纖維平均長度、卷曲指數(shù)、扭結(jié)指數(shù)、以及成紙的耐破度、抗張強(qiáng)度和撕裂度均逐漸降低。而

4、且，自水解過程中木素的縮合會影響木素的脫除，致使甲酸蒸煮漿的卡伯值較高。
　　從甲酸蒸煮黑液中提取木素并進(jìn)行了FT IR、1H NMR、13C NMR、2D-HSQC、31P NMR、GPC-MALLS、TGA分析。結(jié)果表明，在木片甲酸蒸煮過程中，木素結(jié)構(gòu)中的芳基醚鍵基本上全部斷裂，甲氧基部分脫除，同時木素發(fā)生了以G-單元的C3和C5為主的縮合反應(yīng)。木素的脂肪族羥基含量大大減少，而縮合型酚羥基和非縮合型酚羥基含量均明顯提高，重均相