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芦苇NS法深度脱木素及全无氯漂白的研究

牛梅红  
【摘要】: 本文结合丹东造纸厂的生产实际,对芦苇中性亚硫酸钠蒸煮(NS)深度脱木素及全无氯(TCF)漂白作了较全面的研究,探索出符合工厂实际生产的工艺,以期为实际生产应用提供理论依据。 采用添加助剂的方法对芦苇NS蒸煮进行深度脱木素。选用的蒸煮助剂有河南道纯化工公司生产的绿氧,湖北仙桃化工有限公司生产的CT-1和Buckman公司研制的2282助剂,试验结果表明:在这三种蒸煮助剂中,绿氧对芦苇NS蒸煮深度脱木素的效果最好。添加绿氧的芦苇中性亚钠法蒸煮(NS-绿氧)的最佳工艺条件为:Na_2SO_3用量28%(以Na_2SO_3计),Na_2CO_3用量6%(以Na_2CO_3计),绿氧用量0.15%,液比1:5,最高温度165℃,保温时间3小时。在该条件下,蒸煮所得浆的得率为55.8%,卡伯值为17.1,粘度为1144ml/g。与未添加绿氧的NS苇浆相比,卡伯值下降了近8个单位。 在NS-绿氧法蒸煮芦苇的过程中,木素的脱除具有阶段性。从50℃升温开始至105℃为初始脱木素阶段,木素脱除率为10%;从105℃到最高温度下保温30分钟为大量脱木素阶段,木素脱除率可达71%;从保温30分钟至蒸煮结束为脱除残余木素阶段,木素脱除率为11%。 对绿氧、CT-1助剂的红外光谱谱图剖析及与AQ助剂的红外光谱谱图对比分析表明,绿氧与CT-1的红外光谱谱图具有AQ的特征吸收峰,初步可断定它们具有相似的基本结构,在此基础上,绿氧主要复配了一些表面活性剂,但不能完全依据红外光谱分析确定其成分。 通过研究用碱量、温度、时间对NS-绿氧法苇浆氧脱木素的影响的研究表明,用碱量增加有利于提高脱木素速率,但不能增加过多,否则会导致浆粘度降低太多;氧脱木素温度的提高有利于脱木素;延长脱木素时间会使浆白度提高,但反应的选择性变差,粘度下降显著。NS-绿氧法苇浆适宜的氧脱木素条件为:NaOH用量4%,氧压0.6MPa,MgSO_4用量0.05%,温度100℃,时间60min,浆浓12%。以此条件对NS-绿氧法苇浆进行氧脱木素,可以使浆白度从50.2%ISO提高到62.3%ISO,卡伯值从17.1降低到10.5,粘度从1144ml/g降低到1123ml/g。另外,H_2O_2对NS-绿氧苇浆的氧脱木素具有促进作用,加入1.0%H_2O_2强化的氧脱木素,可使纸浆卡伯值在常规氧脱木素基础上又降低了5.8个百分点。经1.0%H_2O_2强化的氧脱木素后,浆(Op)的特性为白度69.7%ISO,卡伯值9.5,粘度1111ml/g。 钼酸钠催化的酸性H_2O_2漂白对NS-绿氧法苇浆具有脱木素作用,钼酸钠用量主要影响脱木素速率,漂白的pH值主要影响漂后浆的白度与粘度。通过研究表明,钼酸钠催化的酸性H_2O_2漂白的最佳条件为:漂前用0.4%DTPA常温预处理浆料30min;漂白时pH5.0,H_2O_2用量1.5%,钼酸钠用量0.1%, 摘要 浆浓120,温度60℃,时间120min。在此条件下,纸浆白度可由39.00ISO 提高到53刀%ISO,白度提高了14个百分点;粘度由1317ml哈下降到1127ml哈; 卡伯值由门.9下降到8.l。 过氧乙酸(PA。)处理NS-绿氧苇浆,在适当的PA。用量下温度是影响 PAC漂白的主要因素,温度升高可使浆的卡伯值和粘度显著下降,白度显著 提高。试验确定的最佳PAC的漂白条件为:PAC用量l.2%,浆浓12%,pH7刀, 温度70℃,时间30min。可将白度为39.0%ISO的纸浆漂到51.0%ISO,白度 增加了口个百分点。 NS苇浆中含有较多的金属离子,漂白时采用酸(HCI、H。SO。、PAC)和 鳌合剂(EDTA、DTPA)除去 Fe、Mn、Cu等金属离子是必要的。就除去效 果而言,鳌合剂处理效果优于酸处理。而螫合剂中DTPA要忧于EDTA;酸 处理中,HCI和 H。SO。的效果优于 PAc;DTPA用量2%即可除去 67.8%的 Fe、 90*%的 Cu、58%的 Mn。 本研究中采用了纺织工业上用于棉纱精漂的HZOZ稳定剂X,并与N幻 做了对比试验。试验结果表明:采用以下条件(NaO用量3%,MgSO。用量 0.05%,H。O。用量3%,漂白浓度12%,温度80“C,漂白时间3h)对中性亚钠 On苇浆进行H。O。后续漂白,当稳定剂X与NazsiO。用量相同门%)时,采 用稳定剂X的漂后浆白度为sl.4%ISO,采用Na。SIO。的漂后浆白度为 75.6%ISO,说明稳定剂X在纸浆HZOZ漂白中效果显著。 本文就 NS-绿氧苇浆的全无氯(TCF)漂白程序进行了研究,用不同的漂 白程序可以得到不同白度的纸浆。采用OpP两段漂白,纸浆ISO白度由50.2% 提高到 82石%。采用 PAC-P-P三段漂白,纸浆B 白度由 49.6%提高到 sl.0%。 较短的漂白程序为OpP。通过研究表明,对于*}绿氧苇浆,实现**F漂白 是可行的。


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