蔗渣浆卡伯值的变化及浆料HexA对二氧化氯漂白效果的影响

摘要

本论文以硫酸盐法蔗渣浆为研究对象，研究不同纸浆卡伯值对二氧化氯ECF漂白效果的影响，并考虑到纸浆中己烯糖醛酸(HexA)对卡伯值也有贡献，进而探讨了温和酸处理(A)和高温二氧化氯(DHT)等新型漂白技术去除HexA的工艺、漂白效果及其机理，尝试为我国蔗渣浆ECF漂白技术应用和推广提供技术和理论参考。
　　 通过对不同卡伯值蔗渣浆进行D0EpD1漂白实验研究，得出原浆卡伯值大于17时，纸浆的可漂性显著降低；漂白过程中纸浆卡伯值的减少量与漂白浆得率成一定比例关系，说明二氧化氯漂白对得率的影响主要是由木素的脱除引起的；漂后纸浆粘度随着蔗渣浆卡伯值的变大和用氯量的增加呈现出先升高后降低的趋势；浆料卡伯值变化对用氯量在3％以下的D0EpD1漂白影响较为明显，而当二氧化氯用量大于等于3％时，则能一定程度上减少卡伯值波动对漂白浆白度的影响。
　　 实验结果表明：硫酸盐法蔗渣浆的HexA含量在15～23mmol/kg之间，酸处理优化工艺为pH值3.5、温度80℃、反应时间4h。在此工艺条件下，浆料中HexA去除率接近80％，而对比传统D0EpD1漂白工艺，AD0EpD1工艺能减少7％的二氧化氯用量。
　　 高温二氧化氯漂白(DHT)和改良高温二氧化氯漂白(DLHT)都能达到脱除浆料中木素和HexA的双重效果。DLHTEpD漂白工艺，首段DLHT在：低温阶段温度60℃、时间10min；升温阶段每6min升5摄氏度至85℃；保温阶段温度85℃、时间140min的工艺条件下取得了较好的效果。
　　 在相同条件下，DHTEpD、DLHTEPD漂白工艺分别比D0EpD1工艺白度高出了3.2和4.6个百分点；但DHTEpD工艺对纸浆粘度损失最大，相比D0EpD1粘度降低了6％，两种高温二氧化氯漂白都能有效的减少纸浆的返黄，但DLHTEpD漂白工艺的返黄值更低。
　　 利用扫描电镜对酸处理前后纸浆纤维表面形态分析得出：纸浆由于HexA的脱离降解，纤维表而变的粗糙、破裂明显；通过分析纸浆酸处理前后的红外光谱图得出：酸处理对不饱和C=O基团(HexA)有明显去除，能有效提高纸浆可漂性，但对其他官能团影响较小；酸处理后废水通过GC-MS检测出糠醛物质，与热水抽提液检出物对比可以推测，在酸预处理过程中，蔗渣浆中的HexA从木聚糖支链上脱落并最终水解转化为糠醛物质。