化机浆改性改善成纸强度及作用机理的研究

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化学机械浆自投入生产以来就迅速受到各大造纸企业的广泛应用。这一广泛应用归功于化机浆的各种特点,化机浆所具有的高得率、低成本的优点是其备受欢迎的主要原因,另外化机浆的低污染、高松厚度、高虑水性等特点使其应用进一步的发展。但是化机浆与化学浆相比较又有其自身所难克服的缺点,例如化机浆的成纸强度比较低,综上所述在保留化机浆的高松厚度的前提下提高化机浆的物理强度成为制浆造纸界一个值得研究探讨的课题。本论文首先对纤维进行了打浆处理使成纸的强度增加,在选定的打浆度下通过对化机浆进行羟乙基化改性来提高其成纸的强度,实验选择用浓度较大的NaOH溶液处理化机浆即对其进行丝光化处理,然后用环氧乙烷溶液对丝光化后的化机浆进行羟乙基化处理。在不同的环氧乙烷用量,碱浓度,处理温度,处理时间下对阔叶木化机浆进行羟乙基化处理。对化机浆的这种处理作用属于纤维素的交联反应,反应过程中纤维素大分子引入了极性的羟基,这些羟基成形时提高了纤维与水的亲和力,使得纤维之间结合紧密从而提高了成纸的强度。此外借助显微镜、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等进一步的探究纤维的微观变化。综合各方面因素考虑,用环氧乙烷处理化机浆改性改善其成纸强度较佳的工艺条件如下:Eto用量:14%,温度:室温(25℃),碱浓:2.5%,处理时间:2h。本论文还讨论了利用漆酶/介体处理经过羟乙基化的化机浆从而进一步改善成纸的强度,探讨了漆酶/介体改性较优的工艺条件。漆酶可以与纤维表面的木素进行反应,而在化机浆的表面上有大量的木素可以与漆酶发生作用,木素在漆酶的作用下有酚氧游离基生成,同时介体被氧化生成酚氧游离基。因此化机浆通过与介体自由基的反应形成交联,反应中酚类物质在纤维的交联中充当桥联剂的作用,这些反应的综合作用使化机浆的成纸强度得到提高。利用FQA、SEM、等对处理前后的化机浆的纤维形态进行了进一步的分析,分析结果表明该处理对纤维的作用效果很明显,但是反应主要是发生在木素上,对纤维素和半纤维素的作用微乎其微。实验得到漆酶/介体改性较优的工艺条件如下:漆酶用量:2IU/g,介体:0.5%,浆浓:4%,时间:1h,温度:50℃,pH:5.0。
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