生产全棉秆漂白化机浆脱果胶预处理机理的研究

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棉秆皮果胶质含量过高造成的成浆可漂性差的难题已严重制约了全棉秆纤维原料在我国制浆造纸领域的应用。本文首先通过原子吸收分光光度计(FAAS)对原料中金属离子的定量分析合理进行了模型物的选取,结合原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等现代分析手段定性表征了模型物的结构及基本反应过程,并分别通过溶解法从反应产物钙盐溶解度的角度考察了氢氧化钠、草酸钠等脱果胶预处理试剂对模型物果胶酸钙结构的破坏程度。在对棉秆浆化学脱胶法机理的更进一步研究中,本研究应用钙离子选择性电极完成了低脂果胶对钙离子吸附历程的追踪(即果胶酸钙的形成过程)和不同脱果胶预处理试剂存在下果胶酸钙的解吸程度差异,对生产全棉秆漂白化学机械浆脱果胶预处理机理提出了理论依据。最后,在前期工作的基础上,提出并探讨了流程整合后的“2段化学处理”工艺取代“3段化学处理”工艺的可行性,并通过对现有中试设备改造,模拟了实际生产中的预浸渍处理过程。原子吸收光谱法检测到原料中钙离子含量最高,为4081.71mg/kg,由此选择钙离子进行模型物制备;各脱果胶试剂与果胶酸钙模型物完全反应所需时间及反应速率的关系为V Na2C2O4>V Na5P3O10>V NaOH;钙离子选择性电极试验结果表明草酸钠对模型物的解析速度优于氢氧化钠;在预处理脱果胶试剂草酸钠用量32.6g/kg原料,总NaOH用量56.0g/kg原料,总H202用量96.5g/kg原料条件下,全棉杆APMP成浆白度达到70.44%;进一步提高预处理试剂草酸钠用量至5.1%,在总NaOH用量6.6%;总H202用量11.4%条件下,全棉杆原料APMP成浆白度最高可达到74.81%;依托现有PRC-APMP生产线工艺流程提出的“2段化学处理”工艺可获得与“3段化学处理”工艺基本相同的白度性能指标;尘埃度试验结果表明洗浆可有效去除浆中尘埃。
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