氢氧化钠预处理对乳酸-氯化胆碱处理化学木浆中半纤维素选择性溶出的影响

摘要

以山东华泰纸业股份有限公司提供的桉木化学浆为试验材料,以氢氧化钠(NaOH)溶液、乳酸(LA)、氯化胆碱(ChCl)为主要试剂,按照摩尔比(n(乳酸)∶n(氯化胆碱))为1∶1的比例制备乳酸-氯化胆碱低共熔溶剂;用质量分数为5%的氢氧化钠溶液对纸浆纤维进行预处理,然后用制备的乳酸-氯化胆碱低共熔溶剂对预处理后的纸浆进行二次处理,获得试验浆料样品(化学浆);参照国家标准测定并计算试验浆料样品半纤维素去除率、纤维素损失率、半纤维素选择性、纤维素结晶度、纤维素特性黏度,分析氢氧化钠预处理在乳酸-氯化胆碱处理桉木化学浆过程中的效果及机理。结果表明:氢氧化钠预处理,不仅可以提高乳酸-氯化胆碱低共熔溶剂处理桉木化学浆过程中半纤维素的选择性溶出,而且能减少纤维素的降解。与乳酸-氯化胆碱低共熔溶剂单段处理相比,“氢氧化钠+(乳酸-氯化胆碱)”处理后,化学浆中半纤维素的去除率从29.3%提高到57.0%、浆料特性黏度从448 g·L^(-1)提高到844 g·L^(-1)、纤维素结晶度从79.6%提高到80.7%。氢氧化钠对浆料的润胀,减小了纤维素与半纤维素及纤维素分子间氢键的结合力;促进乳酸-氯化胆碱进入纤维内部,与半纤维素或纤维素羟基作用,加强了半纤维素溶出。此外,碱的残余,对乳酸-氯化胆碱中的酸有一定的中和作用,减少了纤维素在乳酸-氯化胆碱中的酸性降解。