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硫酸盐硬杂木浆助剂强化氧脱木素的研究

关庆芳  
【摘要】:近年来,随着国民经济的飞跃发展,对各种纸制品的需求越来越大,对纸制品的质量要求也越来越高,造纸行业在迎来了一个黄金发展时期的同时也遇到了一些限制造纸发展的瓶颈问题。原料尤其是优质原料的短缺即是其中之一,而同时国家出于环境保护及可持续发展出台的一系列禁伐政策在客观上也加剧了造纸行业对原料尤其是优质原料的竞争。针对这种状况,许多造纸企业开始寻找传统制浆原料的替代品或考虑扩大原来不被重视的浆料的适用范围和使用品质,而硬杂木由于具有资源丰富、来源可靠等优点就被许多造纸企业尤其是南方诸省造纸企业纳入了原料来源的视野。本文探讨了硫酸盐硬杂木浆氧脱木素的优化工艺条件,通过将效果较好的表面活性剂进行复配以作为氧脱木素助剂,探讨了添加助剂的氧脱木素优化工艺条件,及后续的清洁漂白。为硬杂木浆氧脱木素技术的工业化应用提理论依据。 首先优化了硬杂木硫酸盐浆氧脱木素工艺条件。硬杂木浆卡伯值24.1,粘度1135ml·g~(-1),白度30.9%ISO,优化工艺条件为NaOH用量2.5%、氧压0.6Mpa、反应温度100℃、反应时间60min、MgSO_4用量0.5%和浆浓10%,氧脱木素后,硬杂木硫酸盐浆卡伯值13.3,脱木素率44.8%,粘度1003.3 ml·g~(-1),粘度损失11.6%,白度41.7%ISO。 通过研究阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂对氧脱木素的影响,并经过各类表面活性剂的筛选和复配,找出不同表面活性剂复配使用时的最佳组合方式(阴离子-阴离子-非离子)、组合比例(6:2:2),以及最适宜的添加量(0.5%),得到对改善氧脱木素效果较好的复配表面活性剂X进行后续的漂白实验。通过研究几种可以用于改善氧脱木素效果的氧化剂对氧脱木素的影响,并经过它们与复配表面活性剂X的配合应用,找出与复配表面活性剂X具有良好协同作用的氧化剂-硝酸钠,并探讨了二者配合使用时的最佳添加比例,以及最适宜的添加量,得到对改善氧脱木素选择性较好的氧脱木素助剂进行后续的漂白实验。 优化了复配表面活性剂X与硝酸钠强化氧脱木素工艺条件:浆浓为10%,助剂X0.5%,硝酸钠0.2%,MgSO_4用量0.5%,反应温度90℃,氧压0.7Mpa,其用碱量3.5%,反应时间80min;氧脱木素后,氧脱浆卡伯值为8.3,粘度为998.8 ml/g,白度为64.6%ISO,脱木素率为65.6%。粘度降低率为12.0%。在优化后的工艺条件下,助剂强化后的氧脱木素脱木素率要比传统氧脱木素提高了20.8%,选择性也提高了1.7,白度升高22.9个百分点;添加助剂后强化氧脱木素与常规氧脱木素相比,最佳反应温度降了10℃,保温时间增长了20 min。 硬杂木浆氧脱木素后,用次氯酸钠进行氯化处理,其最佳工艺条件为:浆浓7%,温度40℃,时间90min,次氯酸钠用量2.0%;硬杂木浆在过氧化氢漂白前用活化剂M进行活化处理,其最佳工艺条件为:初始pH值5~7,温度60℃,时间45min,M用量0.3%,浆浓6%;过氧化氢漂白适宜的工艺条件为:H2O2用量2.0%,NaOH用量0.8%,Na_2Si_O31.5%,MgSO_4 0. 1%,温度90℃,时间2h,浆浓10%。 硬杂木浆氧脱后,进行HMP漂白,能将浆料漂至85%ISO白度以上,并保持较好的粘度,且纸浆白度O_(X+N)HMP O_XHMPO_NHMPOHMP;纸浆粘度O_(X+N) HMP O_NHMPO_XHMPOHMP;在硬杂木浆的OHMP漂白过程中,在O段加入复配表面活性剂与硝酸钠助剂后,能提高脱木素选择性,极大地增加漂后浆料的白度,并且强度性能也提高了;与传统的含氯CEH漂序相比,硬杂木浆经氧脱木素后再进行HMP漂白,其浆料的强度性能,如裂断长、撕裂指数和耐破指数都与CEH工艺漂白至75%ISO白度时相当,打浆度与CEH漂白浆相当,返黄值也低得多,白度稳定性好。


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