麦草化学机械法制浆及漂白的研究

摘要

我国麦草纤维资源十分丰富，价格低廉，是我国造纸工业的重要原料之一。本论文的目的主要是改进以麦草为原料的制浆造纸技术和降低麦草制浆造纸过程产生的污染。通过对麦草化学机械法制浆和APMP制浆工艺及漂白工艺的研究，探讨了最佳的制浆、漂白工艺条件，并对APMP浆料进行了纤维质量分析。 对麦草化机浆预处理的主要影响因素进行了研究，包括用碱量、温度、时间，并对过氧乙酸与过氧化氢组合漂白的效果进行了测试。研究结果显示，麦草化机浆的最佳预处理条件为：用碱量6％，温度110℃，保温时间60min。此条件下的成浆性能为：裂断长3.89km，撕裂指数2.58mN·㎡·g-1，耐破指数2.61kP·㎡·g-1。过氧化氢和过氧乙酸组合漂白麦草化机浆效果显著，且当过氧乙酸置于首段时漂白效果较好。 对麦草APMP浆的预处理条件进行了研究。结果表明：较优的NaOH和H2O2用量比为1.33：1，此时纸张的白度改善率为最大的31.2％，经H2O2单段漂后，成纸的强度性能和白度均有所改善。另外，研究了磨浆段数对纸浆性能的影响，在磨浆初期，纸浆白度有所升高，而后开始下降；纸浆强度性能随打浆度升高而升高。 对麦草制APMP浆预处理的影响因素进行了研究，并比较了单段预处理与两段预处理的浆料效果。结果表明，制浆过程中NaOH和H2O2用量是影响浆料性能的主要因素。增加NaOH可以明显改善成浆强度性能；增加H2O2用量则有助于提高成浆白度。预处理的时间、温度及所加螯合剂的加入量都对成纸性能有一定影响。单段预处理与两段预处理的麦革APMP相比，在相同化学品用量的情况下，两段预处理的浆料性能较优。 对麦草APMP浆的补充漂白进行了研究。结果显示，二氧化氯（D）活化处理段较优的工艺条件：ClO2用量1.0％，温度30℃，时间30min，初始pH值3.0～4.0。DP组合漂白度达70％ISO以上，但强度性能损失较大，得率降低。DP5P5漂白度达77.3％ISO。组合漂白浆的强度优于单段漂，得率随漂剂用量的增加而降低。DPa的组合漂白纸浆的白度达到70.5％ISO，将D段分为两段漂后，纸浆的白度和强度均有不同程度的升高。DPaP5漂白度可以达到75.5％ISO，成纸的强度性能良好，但得率较低为87.9％。DPaP3P2漂序时纸浆的白度为76.5％ISO，而成纸得率为89.2％。DPaP5P5漂序时纸浆的白度可以达到最高的77.3％ISO而成纸得率为85.4％。 对单段麦草APMP浆进行纤维质量分析。采用纤维质量分析仪（FQA）对不同预处理条件制得的麦草APMP浆进行了分析。结果显示，随着用碱量的增加，纤维长度逐渐增加，细小纤维含量降低，纤维的卷曲和扭结程度有所增加，NaOH用量由4％增至6％时，纤维的各项性能变化幅度较大。增加H2O2用量，延长预处理时间和提高预处理温度，纸浆纤维分别表现为纤维长度加权值逐渐升高，细小纤维含量值下降，纤维卷曲指数升高，纤维扭结角升高。EDTA加入量的变化对纤维质量没有影响或影响很小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2非木材植物纤维原料

1.2.1我国造纸原料结构现状

1.2.2非木材植物纤维的生物结构特点

1.2.3非木材植物纤维的化学成分特点

1.2.4非木材植物纤维原料制浆特点

1.3高得率制浆技术

1.3.1高得率制浆技术的发展过程

1.3.2高得率制浆技术的特点

1.3.3植物纤维原料制浆预处理技术

1.4过氧化氢和过氧乙酸的性质及应用

1.4.1过氧化氢漂白的性质及应用

1.4.2过氧乙酸的性质及应用

1.5纤维质量分析技术

1.6论文的研究目的、意义及内容

1.6.1研究的目的和意义

1.6.2研究的主要内容

第2章麦草NaOH处理化机浆制浆工艺条件的优化

2.1原料和实验方法

2.1.1原料及成分分析

2.1.2实验流程

2.1.3正交实验方案

2.1.4实验方法

2.1.5检测

2.2结果与讨论

2.2.1正交实验

2.2.2再现性实验

2.3本章小结

第3章麦草化学机械法浆漂白的研究

3.1原料和实验方法

3.1.1原料

3.1.2过氧化氢测定方法

3.1.3 CH3COOOH含量的测定

3.1.4实验方法

3.1.5仪器设备

3.1.6抄片与检测

3.2结果与讨论

3.2.1过氧化氢单段漂白

3.2.2过氧乙酸单段漂白

3.2.3过氧化氢和过氧乙酸的组合漂白

3.3本章小结

第4章预处理中NaOH与H2O2用量比对麦草APMP制浆的影响

4.1原料和实验方法

4.1.1原料

4.1.2实验流程

4.1.3实验方法

4.1.4分析与检测

4.2结果与讨论

4.2.1 NaOH与H2O2用量比对浆料光学等性能的影响

4.2.2 NaOH与H2O2用量比对浆料强度性能的影响

4.2.3过氧化氢漂对浆料性能的影响

4.2.3磨浆对纸浆性能的影响

4.3本章小结

第5章单段和两段处理对麦草APMP制浆的影响

5.1原料和实验方法

5.1.1原料

5.1.2实验流程

5.1.3实验方法

5.1.4检测

5.2结果与讨论

5.2.1单段处理麦草APMP制浆

5.2.2两段预处理麦草APMP制浆

5.2.3单段与两段预处理APMP性能的比较

5.3本章小结

第6章麦草APMP浆的漂白及纤维质量分析

6.1原料和实验方法

6.1.1原料

6.1.2稳态ClO2溶液

6.1.3漂剂测定方法

6.1.4漂白实验方法

6.1.5纤维分析

6.1.6仪器设备

6.1.7分析与检测

6.2结果与讨论

6.2.1麦草APMP浆的补充漂白

6.2.2 APMP浆的纤维质量分析

6.3本章小结

第7章结 论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文