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目前,有研究在制浆或酶水解之前对生物质原料进行自水解预处理,这将促使生物质原料中的碳水化合物及木材结构发生变化,并进一步影响生物质原料的药液浸渍性能。药液浸渍通常是传统制浆过程的第一步,影响着后续制浆过程中的传质性能及浆料的稳定性。然而,目前关于自水解木质纤维原料的物理性能及浸渍性能的研究非常有限,而这对于制浆及生物质的高效利用是极其重要的。本文以杨木为原料,先采用不同强度的自水解条件对杨木边材木片进行自水解预处理,并分析了自水解前后木片的物理性能,包括孔隙率、润湿性、吸液量、干缩率和纤维饱和点(FSP);然后用NaOH溶液对自水解前后的木片进行药液浸渍处理,同时检测木片内外药液中NaOH及溶出物含量,分析自水解对木片的浸渍性能和NaOH与木片的反应性的影响;最后,建立木片反应性渗透扩散模型,通过该模型分析NaOH溶液向木片内部的渗透、扩散及反应情况。研究结果表明,随着自水解强度的增加,自水解木片的体积孔隙率、干缩率和吸液量都逐渐增加,木片的基本密度和润湿性逐渐减小。随着自水解强度增加到3.54,木片的纤维饱和点从28.62%增加到40.21%。自水解使杨木片的结构更加疏松,改善了杨木片毛细管系统的吸湿性能。自水解处理促进了自由液(木片以外的浸渍液,FL)中NaOH浓度的降低,而对截留液(木片内部的浸渍液,EL)中NaOH浓度的上升促进较少,且在浸渍60 min后逐渐下降。杨木片溶出物的浓度和溶出木素的含量随着自水解强度的增加而逐渐增加。由此表明,自水解不仅促进了杨木片的渗透和扩散,同时也促进了木片与NaOH的反应及木素的脱除。自水解作用明显提升了 NaOH在木片长度方向(轴向)的浸渍程度,在厚度和宽度方向的提升较小。根据反应性渗透扩散模型可以更直观地说明,在NaOH浸渍的前60 min内,木片与NaOH反应速度最快,自水解作用促进了反应速度的大幅提升;在NaOH浸渍过程中,NaOH向木片内的传输主要以扩散作用为主,自水解预处理对木片的渗透和扩散作用均有提高,但对渗透作用的提升更加明显。