随着国民经济的发展和对纸制品需求量的急剧增加,原料、环保和能源问题已成为整个造纸工业亟待解决的重要问题。蔗渣,制糖工业的副产物,其纤维形态与阔叶材相近,可作为木材匮乏国家造纸工业的理想原料补充。蔗渣采用环保的氧碱制浆方法制备纸浆,可作为解决我国造纸原料资源短缺、降低环境污染、增加当地经济效益的一种行之有效的方法。本文针对蔗渣氧碱制浆过程中碳水化合物降解严重问题,采用浆料化学成分分析、FT-IR、XRD、SEM、BET等纤维特性分析和制浆效果分析相结合对蔗渣氧碱蒸煮过程中脱木素选择性进行研究;通过自制含氧自由基体系处理浆料,探讨羟基自由基和超氧阴离子自由基对氧碱蒸煮过程中各阶段浆料的脱木素能力和脱木素选择性;在氧碱蒸煮过程中添加自由基控制剂,研究其对氧碱制浆效果的影响。蔗渣氧碱蒸煮过程中脱木素选择性研究表明:蔗渣氧碱蒸煮的升温阶段为大量脱木素阶段,脱木素选择性好;该阶段木素和半纤维素等物质的大量溶出,使原料的孔隙率增加、结晶度提高,纤维以纤维束状存在。在最高温度下的保温前期阶段,脱木素选择性较好;该阶段木素进一步脱除,原料孔隙率和结晶度进一步提高,浆料以单根纤维存在为主,存在少量纤维束。在最高温度下的保温后期阶段,纸浆中的残余木素进一步脱除,纸浆的白度提高,浆料以单根纤维状存在,但是随着保温时间的延长,脱木素的能力和脱木素的选择性下降。含氧自由基的表征及其脱木素选择性研究表明:采用碱性Fenton体系制备羟基自由基和邻苯三酚自氧化体系制备超氧阴离子自由基,并利用自由基处理氧碱蒸煮各阶段获得的蔗渣浆料,由于其化学成分和纤维形态的差异,脱木素的能力和脱木素选着性差异较大。在蒸煮开始到最高温度下保温前获得浆料的木素含量高,羟基自由基处理该浆料具有较高的脱木素能力和脱木素选择性,在浆料中木素大量溶出的同时,浆料的黏度几乎不发生变化;在蒸煮最高温度的保温阶段获得的浆料,随着蒸煮保温时间的延长,其在羟基自由反应体系处理过程中的脱木素选择性下降。与羟基自由基反应体系相比,超氧阴离子自由基反应体系在处理蒸煮初期浆料过程中,木素脱除能力较低;超氧阴离子自由基体系在处理蒸煮后期浆料过程中,超氧阴离子自由基反应体系体现其优势,在进一步脱出木素的同时,脱木素选择性好,浆料的黏度下降较小。自由基控制剂的添加对氧碱制浆的影响研究结果表明:羟基自由基清除剂抗坏血酸和超氧阴离子自由基促进剂蒽醌-2-磺酸钠,对自由基的产生起到明显的控制作用,自由基控制剂的适当加入,有利于氧碱蒸煮效果的提高。其中,在蒸煮开始至升温到最高温度时,羟基自由基捕捉剂抗坏血酸的加入约0.3%,对蒸煮脱木素选择性提高的效果佳,纸浆得率提高6.25%;在蒸煮最高温度下保温至保温1h时,加入0.2%超氧阴离子自由基促进剂蒽醌-2-磺酸钠,蒸煮脱木素的能力和脱木素的选择性提高效果明显,细浆得率提高3.43%,卡伯值降低2.4,白度提高4%ISO。