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發(fā)布時間：2016-09-05
| 推薦學(xué)校：天津科技大學(xué) | 合作方式：院校 |
| 聯(lián)系人：劉葦,侯慶喜,洪義梅,張瑞霞,孫波,韓松,李楊 | 所處階段：驗收 |
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項目內(nèi)容：
【成果完成人】 劉葦，侯慶喜，洪義梅，張瑞霞，孫波，韓松，李楊
【第一完成單位】 天津科技大學(xué)
【關(guān)鍵詞】 楊木；漂白
【中圖分類號】 TS745
【學(xué)科分類號】530.57
【成果簡介】高得率制漿技術(shù)能合理地利用纖維原料，紙漿能滿足多種產(chǎn)品的性能要求，可降低生產(chǎn)成本，減少制漿廢液的污染，對造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，尤其適合我國森林資源短缺的實際國情。隨著社會經(jīng)濟和人們生活水平的提高，紙制品的質(zhì)量、環(huán)境保護和節(jié)能減排日益受到當代人的重視，發(fā)展高得率制漿技術(shù)已成為世界各國的普遍共識，已經(jīng)成為各國制漿造紙行業(yè)的研究熱點和重點。然而，在高得率漿的制漿和漂白過程中，會有大量物質(zhì)降解溶出，尤其是漂白階段。漂白過程所使用的強堿(如NaOH)會使大量的木素及碳水化合物發(fā)生降解，不僅降低了紙漿得率，也增加了廢水污染負荷。同時，隨著白水循環(huán)程度的增強，溶解及膠體物質(zhì)(Dissolved and Colloidal Substances，DCS)大量積累，會給濕部操作和產(chǎn)品生產(chǎn)造成不良影響，降低成紙性能。控制和減少DCS的溶出，尤其是漂白過程DCS的溶出，對于工廠的實際生產(chǎn)非常重要。已有研究發(fā)現(xiàn)采用堿性較弱的鎂堿取代部分NaOH作為堿性過氧化氫漂白的堿源可以很好地解決上述問題，并且能夠降低生產(chǎn)成本。因此，針對鎂堿對漂白過程中DCS影響的研究具有重要的實際意義。分別以鈉堿和鎂堿作為漂白堿源，研究了楊木 CTMP 堿性過氧化氫漂白中 DCS 的特性(如溶出量、pH、電導(dǎo)率、陽離子需求量、化學(xué)組分等)以及漂白漿料纖維的化學(xué)組分和表面化學(xué)組分;研究了鎂堿部分取代鈉堿后，鎂堿用量、漂白溫度、漂白時間、漂白濃度對DCS 特性的影響。研究結(jié)果表明：在 MgO 替代 NaOH 的 CTMP 堿性過氧化氫漂白中，隨著 MgO 取代量的增加，DCS 和 DS 的固含量、電導(dǎo)率、陽離子需求量與木素含量均下降。延長漂白時間、提高溫度和漿濃、增加用堿量和 H 2 O 2 量都能有效促進漂白反應(yīng)的順利進行。隨著上述因素的增強，DCS 和 DS 的 pH 值、固含量、電導(dǎo)率、陽離子需求量與木素含量均明顯增加，漿張各項物理性能和白度呈上升趨勢。在楊木 CTMP 堿性過氧化氫漂白中，隨著 MgO 取代 NaOH 比例的增加，漂后漿料中的綜纖維素、木素以及苯醇抽出物的含量均增加，漂白漿料的表面木素含量逐漸增多。增加 MgO 取代 NaOH 的比例會降低漂白漿纖維素間的氫鍵結(jié)合。DCS 水樣的 MTBE 抽出物主要由脂肪酸、降解木素類產(chǎn)品和甘油三酯組成，未發(fā)現(xiàn)樹脂酸。大部分的抽出物為脂肪酸，如硬脂酸、棕櫚酸、十八碳烯二酸和其它一些微量組分(如琥珀酸、馬來酸、羥基丁二酸) 。4-水楊酸、苯甲酸、對苯二甲酸和鄰苯二甲酸可能來源于木素降解產(chǎn)物。與使用 NaOH 作為漂白堿源的工藝相比，在鎂堿漂白工藝中 DCS中 MTBE 抽出物的含量較低。一些抽出物的含量降低 30-50%，如苯甲酸、馬來酸、4-水楊酸、鄰苯二甲酸等。通過上述研究，明確了鎂堿取代鈉堿作為漂白堿源后，楊木 CTMP 堿性過氧化氫漂白過程中 DCS 的溶出機理，確定了鎂堿漂白對 DCS 的化學(xué)組成和特性、漿料表面化學(xué)組分、漂后漿料物理性能及其配抄性能的影響。以不同取代比例的鎂堿代替鈉堿，研究了濕部助劑和金屬離子與楊木 CTMP 堿性過氧化氫漂白過程中 DCS 之間的作用效果。研究結(jié)果表明：鈣離子的存在對于 DCS 的穩(wěn)定性具有重要影響。隨著鈣離子的添加，DCS 水樣的平均弦長隨時間而不斷增大，絮凝出現(xiàn)，發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。隨著 CPAM 的添加，DCS 水樣的平均弦長隨時間而不斷增大，絮凝出現(xiàn)，發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，而 PEI 對 DCS 平均弦長的影響不明顯。鎂堿取代比例對 DCS 水樣的穩(wěn)定性具有明顯影響。添加相同含量的 Ca 離子后，DCS 水樣的平均弦長隨鎂堿取代比例的降低而增加明顯，而殘余濁度隨著鎂堿取代比例的增加而明顯降低。添加相同含量的 CPAM 后，DCS水樣的平均弦長隨鎂堿取代比例的增加而增加，而殘余濁度隨著鎂堿取代比例的增加而降低。通過上述研究，明確了以鎂堿作為漂白堿源之后，金屬離子及濕部助劑對楊木 CTMP堿性過氧化氫漂白過程中 DCS 的影響。
【成果類別】 應(yīng)用技術(shù)
【成果水平】 未評價
【研究起止時間】 2012-11～2015-11
【評價形式】 驗收
【成果入庫時間】 2016
