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杂交鹅掌楸稀酸预水解制备溶解浆工艺研究

袁亚东  
【摘要】:随着世界人口日益增加,耕地面积的减少,棉花产量的降低以及化纤制品的先天不足,作为纺织另一种原料——粘胶纤维,也逐步成为研究新热点。粘胶纤维在质地上与棉花相近,舒适性、透气性、环保等各方面都优于化纤原料。本文是以杂交鹅掌楸为原料,研究了杂交鹅掌楸化学组成、稀酸预水解工艺、硫酸盐法蒸煮工艺及漂白工艺制备出符合粘胶纤维用溶解浆。主要的研究结论如下所示:(1)杂交鹅掌楸原料分析发现其纤维性能优于常规阔叶材,具有制备溶解浆潜力。(2)未挤压杂交鹅掌楸稀酸预水解最佳工艺条件为:酸浓0.5%(对绝干木片质量分数)、最高温度170℃、保温时间90min液比1:3.5。此时,得率76.6%、聚戊糖脱除63.2%、综纤含量62.2%、克拉森木质素减少35.3%、灰分含量降低69.3%。挤压杂交鹅掌楸稀酸预水解最佳工艺条件为:酸浓0.5%、最高温度170℃、保温时间30min,液比1:3.5。此时,得率79.4%、聚戊糖脱除60.3%、综纤含量62.6%、克拉森木质素减少33.7%、灰分含量降低71.0%。(3)未经挤压的杂交鹅掌楸原料X射线衍射(XRD)显示,经过稀酸预水解前后纤维素结晶度由52.4%提高到59.4%,稀酸预水解过程使得原料半纤维素得到有效溶出。(4)未挤压杂交鹅掌楸木片蒸煮最佳工艺条件为:用碱量19%、硫化度20%、保温时间90min、最高温度165℃、液比1:4。此时,半料得率40.8%、浆料卡伯值11.5、粘度13.2 m Pa﹒s、聚戊糖含量2.8%、残碱6.7g/L、白度34.3%ISO。经挤压杂交鹅掌楸木片,蒸煮后浆料粘度较低,无法完成后续漂白实验。(5)将杂交鹅掌楸预水解硫酸盐浆与相同蒸煮条件下常规硫酸盐浆作对比分析。发现杂预水解硫酸盐浆的得率、卡伯值、粘度、聚戊糖含量、残碱和固形物含量等指标均比常规硫酸盐浆低,白度较之要高。两组浆料的SEM图显示:常规硫酸盐浆表面较为光滑,且完整无损,经过稀酸预水解后纤维变得松散,纤维表面沟槽变得明显,凹坑较多,且部分纤维变得破损。(6)杂交鹅掌楸预水解硫酸盐浆在浆浓10%、氧压0.6MPa,最高温度95℃,保温时间30min条件下进行氧脱木质素,得到白度52.5%ISO、粘度11.7 m Pa﹒s、卡伯值5.2、木质素脱除率为54.8%的漂白浆。(7)杂交鹅掌楸预水解硫酸盐浆进行三种不同漂序漂白流程.经过OD0EpD1A、D0EPD1ED2A漂白可得到阔叶木一等品粘胶纤维用溶解浆;经过D0EPD1D2A漂白可得到阔叶木二等品粘胶纤维用溶解浆。


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