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《天津科技大学》 2016年
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杨木自水解预处理过程中木素对木片颜色的影响

张鑫  
【摘要】:近年来,在制浆前利用热水抽提方法——自水解(Autohydrolysis),可将原料中的部分半纤维素预先提取出来,然后加以高附加值转化利用。这一技术已经引起国内外学者的广泛关注。本论文探讨一种将自水解预提取工艺与CTMP(Chemi-thermomechanical Pulp)制浆工艺相结合的方法,使得杨木生物质精炼成为一种新的途径。随着人们日益对环保理念的认同,清洁制浆势在必行。在充分提供造纸浆料的基础上,最大限度的开发生物质资源,生产高附加值的化工产品,带动制浆造纸工业朝着新的生命力方向发展。高温热水预处理木片后,木片各组分发生了不同程度的变化。首先,部分半纤维素溶解到水中;第二,木片内部组织联接结构发生免断裂,降低了后续CTMP制浆过程中的磨浆能耗,提高成浆部分强度性能;第三,浆料得率和浆料白度显著降低。木实验主要对杨木木片用逐级增强自水解强度的方法进行预处理,研究不同自水解强度对木片颜色的影响,为后续CTMP制浆、浆料漂白工艺以及自水解预处理工艺工业化生产提供理论依据。本实验原料采用杨木,自水解液比条件设为1:10,改变自水解强度(自水解温度和时间的综合效应)对木片进行自水解预处理,然后对所得木片进行后续实验分析。首先,考察自水解强度对木片得率、木素含量、木片颜色以及自水解液pH值的影响。结果表明,自水解强度因子从2.07增加到3.72,水解木片得率从97.21%降低到83.21%,木片的红色指数a*从2.29升高到9.03,明度指数L*从83.26降低到54.96,黄色指数b*变化很小,仅从17.07上升到18.58。在本实验强度范围内,自水解液的pH值从5.28降低到3.55。然后对自水解预处理后木片和空白样(未水解)采用不同的提取方法获得两种木素,分别是Klason木素和二氧六环木素。结果表明,和空白样相比且随自水解强度因子增加,Klason木索和酸溶木索总得率从26.09%降低到19.84%;二氧六环木素含量从空白样的24.63%降低至强度因子为3.72时的15.52%。最后,通过对二氧六环木素的红外光谱分析以及13C-NMR分析发现,随着强度因子的增加,木片中的木素结构并没有显著变化。当强度因子为3.72时,红外光谱中苯羟基峰值增强,说明其在木素中的含量增加。13C-NMR分析发现,木素受热后,酚型愈创木基、紫丁香基结构有所变化,木素C5和侧链发生了缩合反应,缩合作用将使木素共轭体系延长,导致可见光区出现额外吸收,木素颜色加深。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TS713

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