氧—过氧化氢活化改良杨木P-RC APMP制浆工艺的研究

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随着我国造纸工业发展方式的转变,化机浆在我国造纸行业中所占的比重越来越大。目前大多数化机浆生产线采用的是P-RC APMP制浆工艺,但化机械浆强度低,为了提高化机械浆在在文化用纸中的比重,降低化学浆的用量,需要对纸浆的强度进行改进,因此在保持得率的基础上,研究改良制浆工艺。在传统的杨木P-RC APMP制浆工艺的基础上,通过对杨木P-RC APMP制浆工艺压力高浓磨浆后的阶段进行改良,经过氧-过氧化氢处理后提高了杨木浆的物理和光学性能,特别是提高了杨木浆的强度,同时由于不再经过高浓停留漂白阶段,减少化学药品的用量,降低了此段废水的COD含量。并且利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等检测手段分析了氧-过氧化氢处理前后纤维表面木质素含量分布与纤维表面状况。研究结果表明:1、氧-过氧化氢处理改良杨木P-RC APMP制浆工艺的最适处理条件为氧压0.25MPa、用碱量2%、温度100℃、保温时间30min、浆浓25%。此条件下杨木浆得率为96.34%,保水值190.6%,打浆度40°SR,表面木质素浓度55.08%,耐破指数1.933kPa·m2·g-1,抗张指数37.93N·m·g-1,撕裂指数5mN·m2·g-1,白度82.38%ISO,废水的COD为4814mg/L。2、氧-过氧化氢处理改良杨木P-RC APMP制浆工艺中,纸浆的保水值随着用碱量和氧压的提高而提高,但当用碱量和氧压提高到一定值时增长趋于平缓;纸浆得率随着用碱量和氧压的提高而稍有降低。3、氧-过氧化氢处理杨木P-RC APMP浆前后纸浆性能比较显示:经过氧-过氧化氢处理的杨木P-RC APMP浆的保水值提高了14.6%,打浆度提高了33.3%;纸浆的耐破强度、撕裂强度和抗张强度分别提高了65.5%、38.9%和85.20%;白度提高了19.61%,不透明度和光散射系数分别降低了5.6%和24.4%。4、通过对不同氧-过氧化氢处理前后杨木P-RC APMP浆纤维表面形态分析发现:经过氧-过氧化氢处理的杨木浆纤维表面木质素溶出量增加,杨木浆纤维表面木质素含量减少了2.0-5.0%,而总的木质素含量减少了0.3-1.9%。证明氧-过氧化氢处理时木质素含量的变化主要发生在杨木浆纤维的表面,木质素溶出有利于纤维表面吸水润胀,增加其在后续磨浆时分丝帚化性能,提高浆料强度。
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