本文關(guān)鍵詞：桉木化學(xué)機(jī)械法制漿節(jié)能提質(zhì)技術(shù)及作用機(jī)理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：桉木是我國化學(xué)機(jī)械法制漿最主要的原料之一。目前,化機(jī)漿企業(yè)主要通過采購商品桉木片來進(jìn)行生產(chǎn),由于商品桉木片存在來源不穩(wěn)、品種繁雜、材性差異大及儲存周期長短不一等問題,企業(yè)還缺乏對商品木片特性給制漿性能產(chǎn)生影響的正確認(rèn)識,導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地根據(jù)原料特性變化進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)整,造成化機(jī)漿生產(chǎn)中普遍出現(xiàn)磨漿電耗高、化學(xué)品用量大、成漿質(zhì)量不穩(wěn)定及制漿廢水污染負(fù)荷高,難治理等問題。因此,系統(tǒng)研究不同品種桉木的材性特征及化學(xué)機(jī)械法制漿性能差異,木片存儲、浸漬條件、磨漿工藝等對化機(jī)漿性能的影響及其作用機(jī)理,其結(jié)果對我國桉木紙漿材的定向培育、桉木適宜化機(jī)漿原料的選擇,以及桉木化機(jī)漿生產(chǎn)的節(jié)能降耗、改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低污染等有較重要的現(xiàn)實意義。論文的具體研究結(jié)果如下:研究選取的尾巨桉(E urophylla×E.grandis)、巨尾桉(E grandis×E.urophylla)、尾葉桉(E urophylla)、藍(lán)桉(E globulus)及細(xì)葉桉(E tereticornis)等5種桉木原料,它們的基本密度在469~515 kg/m3之間,巨尾桉最高,細(xì)葉桉最低;纖維平均長度在755~785μm之間,差異不大;壁腔比在0.54~0.84之間,藍(lán)桉的最小,巨尾桉最大;綜纖維素含量在77.96%~81.36%之間,細(xì)葉桉的含量最高,巨尾按的最低;木質(zhì)素含量在23.18%~26.62%之間,尾巨桉的含量最低,尾葉按的最高。采用P-RC APMP工藝,在H2O2用量為5.0%,Na OH用量為4.5%的浸漬條件下,細(xì)葉桉制漿得率最高,達(dá)86.7%,巨尾桉的最低,僅為84.2%;紙漿磨至相同加拿大游離度(CSF)300 m L,藍(lán)桉所需磨漿電耗最低,為1188k Wh/t,且紙漿的抗張強(qiáng)度和白度最優(yōu),分別達(dá)到30.13 N·m/g和82.3%ISO;巨尾桉所需的磨漿電耗最高,達(dá)1370 k Wh/t,且紙漿的抗張強(qiáng)度和白度僅最差,為16.9 N·m/g和73.8%ISO。桉木片原料無論含水率高低,經(jīng)過一段時間儲存后,會使其P-RC APMP制漿所需磨漿電耗增加,制漿得率、制得紙漿的強(qiáng)度性能和光學(xué)性能均出現(xiàn)不同程度的下降。在P-RC APMP制漿中,浸漬段堿用量水平對桉木的制漿性能有顯著影響。在特定的H2O2用量下,增加浸漬段堿用量(其它條件一致),會使制漿得率下降和制得紙漿的松厚度降低,但可以減少磨漿電耗,并顯著提高紙漿強(qiáng)度性能;當(dāng)Na OH與H2O2用量比值小于1時,紙漿白度隨堿用量的提高有小幅度下降,但當(dāng)比值超過1后,紙漿白度下降幅度會顯著提高。其它制漿條件相同,浸漬段添加適宜的滲透劑可以改善桉木的化學(xué)機(jī)械法制漿性能,其中,添加0.4%的磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽類滲透劑,紙漿磨至加拿大游離度300m L,磨漿電耗比對照樣可減少10%以上,纖維束含量可減少46%,紙漿的抗張強(qiáng)度、耐破強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度可分別提高11.4%、14.3%及15.6%,但對白度無明顯影響。提高第一段盤磨轉(zhuǎn)速對細(xì)葉桉P-RC APMP制漿性能有顯著的影響。在總H2O2用量5.0%,Na OH用量4.5%的浸漬條件下,第一段盤磨轉(zhuǎn)速從3000 r/min分別提高至3500r/min和4000 r/min,紙漿磨至加拿大游離度670 m L,所需電耗可分別減少16%和27%,漿中纖維束含量分別下降20%和35%;后續(xù)磨漿中輸入總電耗1000 k Wh/t時,制得紙漿抗張強(qiáng)度可分別提高15.6%和22.4%。此外,相同的浸漬條件下,選用不同濃度進(jìn)行第二段磨漿,對制漿性能會產(chǎn)生較大影響。與高濃磨漿相比,采用較低濃度磨漿制取相同加拿大游離度的紙漿,可以節(jié)省磨漿電耗,減少漿中纖維束含量,但紙漿強(qiáng)度和白度會有所下降。其中分別采用中濃(10%)或低濃(5.0%)進(jìn)行后續(xù)磨漿,紙漿磨至加拿大游離度370m L所需電耗相近,比30%濃度磨漿減少約8.0%左右,漿中纖維束含量分別減少85.7%及94.9%;當(dāng)磨漿總電耗輸入為1000 k Wh/t時,制得紙漿的抗張強(qiáng)度分別下降6.7%和12.1%,白度均下降約1.0%ISO。掃描電鏡研究顯示,木片原料纖維結(jié)合緊密,紋孔及導(dǎo)管絕大部分處于封閉堵塞狀態(tài)。通過機(jī)械擠壓,可以使木片纖維間裂縫及纖維上紋孔的開孔率增加,木片的浸漬藥液吸收速率和吸收量提高。化學(xué)機(jī)械法制漿中木片浸漬性能影響因素的影響程度順序為:時間㧐溫度㧐濃度㧐化學(xué)品用量。UV-Vis光譜及紅外光譜分析顯示,細(xì)葉桉化機(jī)漿堿性H2O2漂白,主要是通過H2O2對漿中木質(zhì)素的醛基、羰基結(jié)構(gòu)及醌型結(jié)構(gòu)等發(fā)色基團(tuán)產(chǎn)生的破壞作用來實現(xiàn);化機(jī)漿返色的主要原因是木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的醛基、共軛羰基及醌型結(jié)構(gòu)受紫外光照或高溫高濕的誘導(dǎo)發(fā)生變化,其中紫外光比熱濕條件誘導(dǎo)產(chǎn)生的返色程度更高。
【關(guān)鍵詞】：桉木 材性特征 化學(xué)浸漬 化學(xué)機(jī)械法制漿性能
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS74
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-20
• 第一章 緒論20-44
• 1.1 引言20-21
• 1.2 研究背景21-22
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-41
• 1.3.1 速生桉木制漿22-23
• 1.3.2 化學(xué)機(jī)械法制漿23-28
• 1.3.3 化學(xué)機(jī)械法制漿的木片浸漬28-37
• 1.3.4 化學(xué)機(jī)械漿的漂白37-38
• 1.3.5 化學(xué)機(jī)械漿的儀器分析38-41
• 1.4 研究目的和意義41-42
• 1.5 項目來源與經(jīng)費支持42
• 1.6 研究的技術(shù)路線和主要內(nèi)容42-44
• 1.6.1 研究的技術(shù)路線42
• 1.6.2 研究的主要內(nèi)容42-44
• 第二章 桉木原料的材性特征分析44-49
• 2.1 引言44
• 2.2 試驗原料與方法44-45
• 2.2.1 試驗原料44-45
• 2.2.2 試驗方法45
• 2.3 結(jié)果與討論45-48
• 2.3.1 化學(xué)組分分析45-46
• 2.3.2 纖維形態(tài)分析46-47
• 2.3.3 基本密度分析47-48
• 2.4 本章小結(jié)48-49
• 第三章 不同桉木的化學(xué)機(jī)械法制漿性能對比研究49-60
• 3.1 引言49
• 3.2 試驗原料及方法49-52
• 3.2.1 試驗原料49-50
• 3.2.2 試驗方法50-52
• 3.3 結(jié)果與討論52-59
• 3.3.1 制漿得率的比較53
• 3.3.2 磨漿電耗的比較53-54
• 3.3.3 松厚度的比較54-55
• 3.3.4 強(qiáng)度性能的比較55-57
• 3.3.5 光學(xué)性能的比較57-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第四章 桉木片儲存對化學(xué)機(jī)械法制漿性能的影響研究60-70
• 4.1 引言60
• 4.2 試驗原料及方法60-62
• 4.2.1 試驗原料60-61
• 4.2.2 試驗方法61-62
• 4.3 結(jié)果與討論62-69
• 4.3.1 制漿得率的比較63
• 4.3.2 磨漿能耗的比較63-64
• 4.3.3 松厚度的比較64-65
• 4.3.4 強(qiáng)度性能的比較65-66
• 4.3.5 光學(xué)性能的比較66-68
• 4.3.6 制漿廢水的污染負(fù)荷和特征比較68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 浸漬堿用量對桉木化學(xué)機(jī)械法制漿性能影響研究70-79
• 5.1 引言70
• 5.2 試驗原料及方法70-72
• 5.2.1 試驗原料70
• 5.2.2 試驗驗方法70-72
• 5.3 結(jié)果與討論72-78
• 5.3.1 紙漿纖維形態(tài)比較72-73
• 5.3.2 制漿性能比較73-78
• 5.4. 本章小結(jié)78-79
• 第六章 滲透劑對桉木化學(xué)機(jī)械法制漿性能的影響研究79-89
• 6.1 引言79-80
• 6.2 試驗原料及方法80-82
• 6.2.1 試驗原料80
• 6.2.2 試驗方法80-82
• 6.3 結(jié)果與討論82-88
• 6.3.1 滲透劑的篩選82-83
• 6.3.2 對磨漿電耗的影響83-84
• 6.3.3 對紙漿纖維形態(tài)及纖維束含量的影響84
• 6.3.4 對紙漿松厚度的影響84-85
• 6.3.5 對紙漿強(qiáng)度性能的影響85-86
• 6.3.6 對紙漿光學(xué)性能的影響86-88
• 6.4 本章小結(jié)88-89
• 第七章 盤磨轉(zhuǎn)速對桉木P-RC APMP制漿性能影響研究89-98
• 7.1 引言89-90
• 7.2 試驗原料及方法90-91
• 7.2.1 試驗原料90
• 7.2.2 試驗驗方法90-91
• 7.3 結(jié)果與討論91-97
• 7.3.1 對磨漿電耗的影響91-92
• 7.3.2 對紙漿纖維束含量的影響92-93
• 7.3.3 對紙漿纖維形態(tài)的影響93-94
• 7.3.4 對紙漿松厚度的影響94
• 7.3.5 對紙漿強(qiáng)度性能的影響94-96
• 7.3.6 對紙漿光學(xué)性能的影響96-97
• 7.4 本章小結(jié)97-98
• 第八章 磨漿濃度對桉木P-RC APMP制漿性能影響研究98-108
• 8.1 引言98
• 8.2 試驗材料與方法98-101
• 8.2.1 試驗原料98-99
• 8.2.2 試驗驗方法99-101
• 8.3 結(jié)果與討論101-106
• 8.3.1 對紙漿纖維形態(tài)及纖維束含量的影響101-102
• 8.3.2 對制漿性能的影響102-106
• 8.4 本章小結(jié)106-108
• 第九章 桉木化學(xué)機(jī)械法制漿的浸漬及漂白機(jī)理研究108-136
• 9.1 引言108
• 9.2 試驗原料及方法108-114
• 9.2.1 試驗原料108-109
• 9.2.2 試驗方法109-113
• 9.2.3 儀器分析113-114
• 9.3 結(jié)果與討論114-135
• 9.3.1 機(jī)械預(yù)處理對桉木片結(jié)構(gòu)的影響114-116
• 9.3.2 化學(xué)浸漬對桉木片纖維微觀結(jié)構(gòu)的影響116-118
• 9.3.3 浸漬條件對桉木片浸漬性能的影響118-123
• 9.3.4 桉木化機(jī)漿漂白123-125
• 9.3.5 桉木化機(jī)漿金屬元素含量分析125
• 9.3.6 細(xì)葉桉化機(jī)漿白度穩(wěn)定性125-128
• 9.3.7 紙漿的UV-Vis光譜分析128-131
• 9.3.8 紙漿的紅外光譜分析131-135
• 9.4 本章小結(jié)135-136
• 第十章 結(jié)論與討論136-140
• 10.1 結(jié)論136-139
• 10.2 討論及創(chuàng)新點139
• 10.3 建議與展望139-140
• 參考文獻(xiàn)140-151
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究151-154
• 致謝154

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄧擁軍;房桂干;韓善明;焦健;陳乃明;李紅斌;李萍;梁芳敏;;木片儲存對P-RC APMP制漿性能的影響[J];中國造紙;2009年11期

2 劉蕊杰;許向東;樊永明;;桉木CTMP老化過程中發(fā)色變化分析[J];紙和造紙;2012年10期

  本文關(guān)鍵詞：桉木化學(xué)機(jī)械法制漿節(jié)能提質(zhì)技術(shù)及作用機(jī)理的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：503957