竹子过氧化氢—氨法制浆及动力学研究

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本论文用单因素实验方法研究了过氧化氢和氨水蒸煮粉单竹的工艺条件,最终确定此制浆方法的最佳工艺条件为:过氧化氢用量9%,氨水用量13%,氢氧化钠用量为8%,液比1:4,最高温度115℃,保温时间60min。采用此工艺蒸煮粉单竹,然后采用0.5mm、0.3mm、0.15mm的盘磨间隙进行三次磨浆,之后控制打浆度为45°SR进行抄片,手抄纸的成纸的裂断长4.85km、环压强度指数12.95N·m/g和紧度0.52/cm~3,已经达到了瓦楞原纸国家标准(GB13023-91)中A级瓦楞原纸的要求。采用过氧化氢和氨水蒸煮粉单竹的最佳工艺条件进行蒸煮实验,研究其脱木素规律和反应历程。结果表明,蒸煮脱木素过程无初始脱木素阶段,其脱木素反应历程可以分为以下两个阶段:(1)大量脱木素阶段:室温升温至115℃下保温120min,木素脱除率为78.00%。(2)残余脱木素阶段:在115℃下保温120min以后的阶段,保温90分钟仅脱除了2.17%。过氧化氢和氨水蒸煮粉单竹脱木素在动力学表现出两个阶段,主要脱木素阶段和残余脱木素阶段。各阶段木素浓度对脱木素反应均拟为一级反应。主要和残余脱木素阶段的活化能分别为41.12 kJ/mol和50.32 kJ/mol。氢氧化钠浓度对脱木素反应级数在主要脱木素阶段为1.28级,残余脱木素阶段为0.98级。过氧化氢浓度对主要脱木素阶段的反应级数为0.85级,残余脱木素阶段为0.70级。氨水浓度对主要脱木素阶段的反应级数为1.55级,残余脱木素阶段为1.14级。最后得到粉单竹过氧化氢和氨水蒸煮脱木素动力学模型为:主要脱木素阶段:(?)残余脱木素阶段:(?)
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