隨著我國造紙工業(yè)的迅速發(fā)展,造紙污泥的產(chǎn)量越來越大,造紙污泥的污染也越來越嚴重。因此,如何妥善、科學(xué)地處理和利用造紙污泥已成為國內(nèi)外共同研究的重要課題之一。本研究利用造紙廠產(chǎn)生的污泥制造纖維板,解決了造紙行業(yè)大量污泥的處理問題,減少了環(huán)境污染,也為人造板制造開辟了新的原料來源,具有保護生態(tài)環(huán)境和節(jié)約木材使用的雙重意義。通過研究了造紙污泥的基礎(chǔ)性質(zhì)、脲醛樹脂和酚醛樹脂膠對造紙污泥纖維板性能的影響、回收紙造紙污泥-木纖維復(fù)合纖維板的研究,竹造紙污泥-樹皮復(fù)合纖維板以及竹造紙污泥板-單板復(fù)合板的探索研究,得到以下研究結(jié)果： (1)利用光學(xué)顯微鏡、元素分析儀、X-射線衍射儀、表面張力儀等手段和技術(shù)研究了造紙污泥的理化性質(zhì)：濕回收紙造紙污泥含水率為72.10%,有機物含量為49.85%,pH為6.60值,干回收紙造紙污泥中粗纖維含量為39%,回收紙造紙污泥中纖維的長度絕大部分(約80.64%)處于50-230gm區(qū)間,濕污泥C、H、N、S元素分別為9.93%、1.44%、0.35%、0.39%；濕竹造紙污泥含水率為79.90%,pH為6.62,綜纖維素含量為16.52%,木質(zhì)素含量為0.0025%,竹造紙污泥纖維長度主要集中在1600-1800μm區(qū)域內(nèi),相對結(jié)晶對為61.48%。 (2)利用紅外光譜和同步熱分析研究了脲醛樹脂膠(UF)和酚醛樹脂膠(PF)與污泥的膠合機理：造紙污泥表面的Si主要以Si02的形式存在；UF在污泥表面形成了較厚的膠層,未加熱時無法產(chǎn)生大量的穩(wěn)定基團；而PF在污泥表面形成的膠層較薄,并對污泥表面有相當?shù)幕钚�。造紙污泥具有良好的耐熱�?單獨加熱造紙污泥,在溫度所測范圍內(nèi)沒有發(fā)生明顯的吸熱和放熱現(xiàn)象；UF與污泥的混合物的熱反應(yīng)曲線只呈現(xiàn)出一定的放熱行為,沒有出現(xiàn)明顯的吸、放熱峰,熱反應(yīng)特征不顯著；PF樹脂膠與污泥混合后的熱反應(yīng)特征較明顯。 (3)回收紙造紙污泥壓板工藝表明：密度對板子性能影響極顯著,隨著密度和施膠量的增加,板子的性能和24hTS增加顯著。熱壓時間和熱壓溫度對板子力學(xué)性能影響不顯著。通過分析不同熱壓工藝條件下壓制的純污泥纖維板力學(xué)性能和24hTS,在降低成本和提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上,確定10mm厚的污泥代替部分木材纖維壓制復(fù)合人造板的增加,TS也相應(yīng)增加。結(jié)合課題要求,密度為0.8g/cm3的復(fù)合板,較優(yōu)工藝條件為：不分級污泥顆粒與木纖維配比為3:7,酚醛樹脂膠粘劑(PF),污泥施膠量13%,木纖維施膠量10%,分別施膠后分層鋪裝,熱壓溫度140℃,熱壓時間6mmin時滿足國家標準。IB為1.035MPa,蒸煮后IB為0.225MPa,MOR為27.08MPa,MOE為2.82GPa,TS為6.46%。優(yōu)化工藝參數(shù)為：目標密度0.8g/cm3,熱壓溫度160℃,熱壓時間30sce/mm,無分級污泥施膠量為13%。 (4)回收紙造紙污泥-木纖維復(fù)合板制造工藝表明：復(fù)合方式對性能有一定影響,原料配比對性能影響顯著。隨著木纖維含量的增加,內(nèi)結(jié)合強度(IB)、靜曲模量(MOR)和彈性模量(MOE)逐漸增加,TS也相應(yīng)增加。結(jié)合課題要求,密度為0.8g/cm3的復(fù)合板,較優(yōu)工藝條件為：不分級污泥顆粒與木纖維配比為3:7,酚醛樹脂膠粘劑(PF),污泥施膠量13%,木纖維施膠量10%,分別施膠后分層鋪裝,熱壓溫度140℃,熱壓時間6mmin時滿足國家標準。IB為1.035MPa,蒸煮后IB為0.225MPa, MOR為27.08MPa, MOE為2.82GPa,TS為6.46%。 (5)無分級竹造紙污泥板性能測試結(jié)果表明：絕大部分純污泥纖維板各項性能不能滿足國標的要求,但通過采用先進的設(shè)備有望顯著提高產(chǎn)品的性能。 (6)竹造紙污泥-樹皮復(fù)合纖維板和竹造紙污泥板-單板復(fù)合板結(jié)果表明：污泥含量對板的各項性能影響顯著,鋪裝方式對板的各項性能有一定的影響,純竹造紙污泥纖維板與木材單板制造復(fù)合板力學(xué)性能顯著提高。
【學(xué)位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X793;TS653.6

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本文編號：2818031