马尾松高白度热磨机械浆的研发

摘要

马尾松原料颜色较深，有较多树脂成分，含量高达6.7％，所以其高得率浆的白度低，纸浆漂白困难，最高白度在75％ISO左右，限制了其在高档纸种中的应用。本课题主要针对马尾松高得率浆的白度性能进行研究，希望通过工艺的改进提高白度，并应用于纸张的生产当中。课题研究主要分为两大部分:一是马尾松高得率浆漂白工艺的研究;二是高白度马尾松热磨机械浆的应用研究。
　　 研究首先从马尾松高得率浆的制备开始，实验中采用了两种不同的木片预处理方法，一种是加2％的NaOH和10％的Na2SO3处理，另一种是不加化学药品，然后用盘磨机进行两段磨浆，最后进行消潜、筛分处理。结果发现，在其他条件相同的前提下，预处理木片时加氢氧化钠和亚硫酸钠所得的原浆白度为29.8％ISO，不加化学药品的原浆白度为39.0％ISO，可见不加化学药品制得的原浆白度更高。
　　 针对马尾松原材料树脂含量高的问题，本文研究了树脂控制工艺，首先分别利用氢氧化钠、改性滑石粉、脂肪酶预处理马尾松高得率浆，探讨树脂控制效果，然后将三种方法结合起来，寻求最佳的树脂控制工艺。结果发现，NaOH-改性滑石粉-脂肪酶处理后，树脂含量降低最大，从原浆的3.75％降至1.47％，减少60.8％，可见宣采用NaOH-改性滑石粉-脂肪酶树脂控制方法。
　　 然后进行了马尾松高得率浆漂白工艺的研究。由于过氧化氢漂白对铜、锰、铁、钴等过渡金属离子敏感，因此漂白之前先用DTPA进行螫合处理，螯合条件为DTPA用量0.4％，浆浓5％，温度60℃，处理时间20 min。然后进行H2O2漂白工艺研究，发现在总H2O2用量6％的情况下，两段H2O2漂有利于白度的提高，而且第一、二段H2O2分配为2％、4％时，漂后纸浆的白度最高，为73.2％ISO，过氧化氢漂白的各项最佳工艺参数为:浆浓20％，漂白温度75℃，时间120 min。
　　 随后进行了Na2S2O4漂白的研究，浆料经QP1P2漂白之后，再进行Na2S2O4漂白，白度可以得到进一步的提高。Na2S2O4用量从0.5％增加到3.5％，漂后纸浆的白度逐渐增加，用量超过2.5％之后，白度基本不再增加，此时纸浆的白度为78.1％ISO。其他条件为:浆浓5％，DTPA用量0.2％，漂白温度60℃，时间45 min。纸浆经QP1P2Y漂白之后，白度可以达到78.3％ISO，撕裂指数为6.74 mN·m2·g-1，抗张指数为15.6 N·m·g-1。
　　 最后进行了马尾松高得率浆的应用研究，实验中将马尾松高得率浆与漂白化学阔叶木浆配抄，马尾松高得率浆的配抄比例为10％、20％、30％、40％、50％，检测成纸的白度、抗张强度、撕裂强度以及不透明度等各项性能。结果发现，配抄复印纸时，当使用比例为30％时，成纸的不透明度、白度、平滑度都能达到GB/T24988-2010复印纸合格品的质量指标;配抄定量为70 g/m2的文化用纸时，使用比例为20％，成纸白度由84.2％ISO降至83.5％ISO，强度、不透明度能够满足要求;新闻纸的生产可以全部使用马尾松高得率浆，漂白之后纸浆强度也得到改善。

目录

摘要

1 绪论

1．1 我国高得率浆的发展简介

1．1．1 我国高得率浆的生产情况

1．1．2 发展高得率浆的优势

1．1．3 高得率浆的生产应用

1．2 马尾松用于高得率浆的生产

1．2．1 我国马尾松高得率浆生产近况

1．2．2 马尾松高得率浆生产的优势和缺点

1．3 马尾松高得率浆漂白的研究现状

1．3．1 高得率浆漂白的特点

1．3．2 过氧化氢漂白

1．3．3 马尾松高得率浆的还原漂白

1．3．4 马尾松高得率浆的生物漂白

1．4 本课题主要的研究内容和意义

1．5 课题研究的方法和路线

2 马尾松机械浆的制备及原浆的分析

2．1 引言

2．2 实验

2．2．1 实验原料及试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方法

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 制浆得率的测定

2．3．2 马尾松机械浆纤维形态的分析

2．3．3 原浆物理性能的检测

2．3．4 漂后浆白度

2．4 本章小结

3 马尾松机械浆的树脂控制

3．1 引言

3．2 实验

3．2．1 实验原料及药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验方法

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 NaOH／H2O2预处理

3．3．2 脂肪酶处理对树脂含量及漂后浆自度的影响

3．3．3 滑石粉处理对树脂以及漂后浆白度的影响

3．3．4 组合处理优化

3．3．5 马尾松热磨机械浆SEM分析

3．4 本章小结

4 马尾松机械浆漂白工艺的研究

4．1 引言

4．2 实验

4．2．1 实验原料、药品

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验方法

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 DTPA用量对白度的影响

4．3．2 H2O2漂白条件对漂后浆白度的影响

4．3．3 Na2S2O4漂白条件对漂后浆白度的影响

4．3．4 成纸物理性能的检测

4．4 本章小结

5 高白度马尾松机械浆的应用研究

5．1 引言

5．2 实验

5．2．1 实验原料及主要药品

5．2．2 实验仪器

5．2．3 实验方法

5．3 实验结果与讨论

5．3．1 配抄复印纸

5．3．2 配抄文化用纸

5．3．3 配抄新闻纸

5．4 本章小结

6 论文总结与展望

6．1 总结

6．2 研究的不足与展望

致谢

参考文献

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