脱墨污泥用于制备耐蚀理化板芯层板的研究

摘要

脱墨污泥是废纸浆脱墨过程中产生的主要固体废弃物之一，为了将其资源化利用，减少废弃物的污染问题，本实验将脱墨污泥与OCC、CTMP、混合办公废纸屑等浆料混和并高浓成形，较系统的分析了配抄手抄片的物理性能。用改性木素代替部分苯酚合成木素改性酚醛树脂，并用合成的木素改性酚醛树脂浸渍配抄的手抄片，将浸渍晾干后的手抄片进行热压处理，检测分析浸渍热压处理后手抄片的性能变化。此研究将为压制耐蚀理化板芯层板提供基础数据和参考意见。 热固性粘合剂是制备污泥板材的关键点，对合成的木素改性酚醛树脂性能的研究表明：纯酚醛树脂热重分析的总失重率为40.17％，树脂开始分解温度为470℃，而木素改性酚醛树脂热重分析的总失重率为40.87％，稍高于纯酚醛树脂；木素改性酚醛树脂的分解温度为441℃，比纯酚醛树脂的分解温度低29℃，这是其不足之处。合成的木素改性酚醛树脂在固含量和粘度方面比纯酚醛树脂差，而且木素改性酚醛树脂粘度随时间变化也比纯酚醛树脂快，但分析认为在一定的时间内使用，这些差距不会影响到树脂的使用效果，而且木素改性酚醛树脂在成本上有很大优势。用热裂解气相色谱/质谱法分析结果表明，两种酚醛树脂的大部分裂解产物相同，且结构相近。 不同原料配比工艺实验表明随着脱墨污泥相对含量的增加，CTMP浆和OCC浆配抄手抄片的紧度逐渐增大，而与混合办公废纸屑浆配抄手抄片的紧度随脱墨污泥含量变化较小；在脱墨污泥配比相同时以CTMP浆配抄手抄片的透气度最高，但随着脱墨污泥比例的增加，透气度明显降低，其次是OCC浆配抄手抄片，而混和办公废纸屑浆配抄手抄片透气度变化较小。从撕裂指数、耐破指数和抗张指数三种强度指标来看，脱墨污泥与OCC浆配抄优于与CTMP浆和混合办公废纸屑浆配抄。在挺度方面，当脱墨污泥含量小于20％时，以CTMP浆配抄手抄片的挺度最大，而脱墨污泥含量超过20％后，三种配抄手抄片的挺度比较接近，且随脱墨污泥含量增加而变化的趋势不明显；脱墨污泥与三种纤维配抄纸的吸水值都比较高，以CTMP浆配抄手抄片的最大，而OCC浆和混合办公废纸屑浆配抄手抄片的吸水值比较接近。综合评价浸渍原纸认为，脱墨污泥的含量在40-60％之间比较合适，而且与OCC配抄手抄片要优于与CTMP和混合办公废纸屑浆配抄的手抄片。 将脱墨污泥与三种纤维配抄手抄片用木素改性酚醛树脂进行浸渍热压处理，实验结果表明以CTMP浆配抄手抄片的吸胶量最大，接着是OCC浆和100％脱墨污泥，吸胶量最小的则是混合办公废纸屑浆；100％CTMP浆手抄片浸渍晾干后的水分含量高达9.38％，而100％脱墨污泥的手抄片浸渍晾干后的水分含量最小，为4.26％；手抄片重量变化趋势与水分含量的变化趋势比较相近，且热压过程中除了水分挥发外，还有木素改性酚醛树脂热固化释放出的小分子物质。 在三种纤维中CTMP浆在打浆度和纤维性能方面都优于OCC浆和混合办公废纸屑浆。因此以CTMP浆为代表，研究浸渍热压前后配抄手抄片各项性能的变化，探究浸渍热压处理对手抄片性能的影响。结果表明，浸渍热压处理可以明显降低手抄片的透气度和吸水值，对手抄片的撕裂指数没有明显的改善，但可以提高手抄片的耐破指数、抗张指数和挺度，并且可以缩小不同脱墨污泥配比的手抄片物理性能的差异。 对浸渍热压后的配抄手抄片进行检测，研究结果表明在脱墨污泥含量小于60％时，OCC浆和混合办公废纸屑浆配抄手抄片的透气度比较相近，而且两种纤维配抄手抄片浸渍热压后的透气度比CTMP浆配抄手抄片大。在撕裂指数方面，浸渍热压后100％OCC浆抄纸的撕裂指数最大，而CTMP浆和混合办公废纸屑浆配抄手抄片比较相近；但当脱墨污泥含量高于60％时，三种纤维配抄手抄片的撕裂指数比较接近。而对于耐破指数、抗张指数和挺度，三种纤维与脱墨污泥配抄手抄片浸渍热压后在这三个指标方面都比较相近，仅有微小的差距，且随脱墨污泥含量的增加而减少的趋势一致。三种纤维与脱墨污泥配抄手抄片在浸渍热压后吸水值相差较小，随脱墨污泥含量的增加而减少的趋势比较一致，降低幅度较大，从162.25g/m<'2>降低到15.95g/m<'2>。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章木素改性酚醛树脂的合成及其性能评价

第三章脱墨污泥与三种纤维配抄手抄片的性能评价

第四章浸渍热压处理对手抄片性能的影响

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢