落叶松预水解硫酸盐法溶解浆清洁制浆工艺研究与优化

【摘要】：溶解浆是经化学精致漂白的高纯度纤维素浆,主要用于生产纤维素酯和纤维素醚等。可作为生产粘胶人造丝的原料,应用于服装领域。近年来,受棉花供应及价格上涨等因素的影响,以竹、木为原料进行溶解浆的生产越来越受到重视。落叶松原料资源丰富,性能优良,适宜制备溶解浆。本课题以落叶松为原料,对预水解硫酸盐法溶解浆清洁制浆过程中预水解工艺、蒸煮工艺及ECF清洁漂白工艺进行探讨与优化。 本文首先研究了落叶松的化学组成,探讨预水解最高温度、液比和保温时间对水解后的得率和聚戊糖含量的影响。结果表明,水解的得率和水解后木片中聚戊糖的含量均随着最高温度和液比的增加、保温时间的延长而下降,趋势逐渐变缓,最终的水解工艺为：最高温度170℃、液比1：7、保温时间2h。 采用田口实验设计和灰度关联法,探讨用碱量、保温时间、液比和最高温度对落叶松预水解硫酸盐蒸煮的影响。正交实验得出,影响得率、卡伯值、白度、聚合度的主要因素是用碱量、最高温度,影响甲基纤维素和聚戊糖含量的主要因素是用碱量和液比。通过灰度关联法综合分析各因素对得率、卡伯值、白度、聚合度、甲基纤维素和聚戊糖含量的影响,得到最佳的蒸煮工艺是用碱量为25%,硫化度为25%,液比1：6,最高温度165℃,保温时间2h,得到浆料的卡伯值为15.3、得率27.08%、白度26.4%IS0、粘度404mL/g、甲基纤维素92.76%、聚戊糖2.04%。 ECF漂白是以二氧化氯为基础的清洁漂白技术,在溶解浆的制备中可显著降低漂白废水中AOX含量,减少环境污染。本文另针对实验室自制落叶松预水解硫酸盐浆,探讨采用O1/O2D0EopD1D2多段漂白制取具有良好化学性能的溶解浆粕的漂白工艺。根据实验结果,主要的工艺参数如下：01段NaOH用量为2.5%；D0段ClO2用量为2.5%；D2段ClO2用量为1.5%。所得溶解浆粕的粘度为408.4,聚合度为558.7,白度为87.0%ISO,甲纤含量为93.1%,聚戊糖含量为2.34%。基本性能满足针叶木浆粕一级品的指标。浆粕的重要指标反应性能为80.2s,表明浆粕的综合性能效果良好。对漂白废水中AOX含量进行检测,发现AOX主要产生于D0、Eop段,ECF漂白显著降低了AOX的产生量。 【关键词】：落叶松 预水解硫酸盐法 清洁制浆 溶解浆
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS74
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 溶解浆的特性与用途10-11
• 1.1.2 溶解浆的制备方法11-12
• 1.1.3 溶解浆的性能评价12-13
• 1.2 落叶松的制浆特性及资源利用13-16
• 1.2.1 落叶松的生物特性13
• 1.2.2 落叶松的化学成分和制浆特性13-15
• 1.2.3 预水解硫酸盐法制备溶解浆15-16
• 1.3 ECF漂白的研究及应用16-21
• 1.3.1 中浓氧脱木素技术17-18
• 1.3.2 二氧化氯漂白技术18-20
• 1.3.3 ECF漂白的应用20-21
• 1.4 预水解硫酸盐法制备溶解浆的研究现状21-22
• 1.5 本课题的研究意义及主要内容22-25
• 1.5.1 本课题的研究意义22-23
• 1.5.2 本课题的研究内容23-25
• 第二章 预水解工艺的研究与优化25-36
• 2.1 原料和实验方法26-27
• 2.1.1 实验原料26
• 2.1.2 实验方法26-27
• 2.2 实验结果与分析27-34
• 2.2.1 落叶松的化学组成27-28
• 2.2.2 预水解最佳工艺结果与讨论28-33
• 2.2.3 预水解前后木片化学成分对比33
• 2.2.4 预水解前后木片结构比较33-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第三章 硫酸盐法蒸煮工艺的研究与优化36-49
• 3.1 实验方法36-38
• 3.1.1 实验原料36
• 3.1.2 蒸煮实验设计方法36-38
• 3.1.3 分析与检测38
• 3.2 实验结果与讨论38-47
• 3.2.1 田口设计实验的结果39-43
• 3.2.2 灰度关联法分析结果43-47
• 3.3 本章小结47-49
• 第四章 ECF漂白工艺研究与优化49-61
• 4.1 实验原料与方法50-51
• 4.1.1 实验原料50-51
• 4.1.2 实验流程51
• 4.1.3 分析与检测51
• 4.2 结果与讨论51-60
• 4.2.1 溶解浆氧脱木素工艺优化51-52
• 4.2.2 溶解浆D_0段二氧化氯用量优化52-54
• 4.2.3 溶解浆D_2段二氧化氯用量优化54-55
• 4.2.4 造纸浆漂白工艺优化55-56
• 4.2.5 溶解浆与造纸浆主要特性比较56
• 4.2.6 漂白废水AOX产生量分析56-57
• 4.2.7 实验室制得溶解浆与粘胶纤维用溶解浆质量比较57-60
• 4.3 本章小结60-61
• 结论与展望61-63
• 参考文献63-68
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果68-69
• 致谢69-70
• 答辩委员会对论文的评定意见70

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