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中草药渣制浆造纸性能及应用研究

王溦  
【摘要】:近年来由于人们对于中药保健养生的重视以及关注,各种各样具有不同功效的中药保健产品被大量生产,随之产生的大量中草药废弃物给环境了带来巨大的压力。由于药渣废弃物暂无较好的处理方法,衍生了很多对环境不利的后续问题。本文将中草药渣废弃物—灵芝药渣运用于制浆造纸中,在为造纸行业提供新原料的同时,也减轻了药渣废弃物对环境造成的负担,具体研究内容如下:本文首先分析测定出灵芝药渣中纤维素及半纤维组分的含量分别为21.87%、38.31%,并通过纤维质量分析仪、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)与X-射线衍射仪分别观察其纤维的形态、表面形貌、官能团种类及纤维结晶度。借助化学蒸煮制浆和机械盘磨制浆两种方法对灵芝药渣制浆性能进行评估,实验结果证实,化学法蒸煮无法成浆,机械盘磨制浆得率为85%。此外,探究了药渣浆与阔叶木浆配抄对纸张性能的影响,相比于纯阔叶木纸,当配比为30:70时配抄纸的耐破强度及撕裂强度分别提高10.75%和14.1%。为减少灵芝药渣中粗蛋白及多糖等杂质的含量,增加药渣纸的防霉性能,研究了灵芝药渣中多糖的去除方法。通过单因素实验以及正交实验探究酶辅助法以及热水浸提法对于灵芝药渣多糖水解物提取率的影响。使用酶辅助法,浓度为1 wt%的中性蛋白酶在pH=7.5条件下提取1h,多糖提取率最大,为3.4%左右。使用热水浸提法,当固液比为1:30,提取温度95℃,提取3h,可以得到最大多糖提取率,为1.86%左右。以灵芝药渣为原料,采用微波辐射法制备了一种灵芝药渣基树脂并将其用作为造纸添加剂。SEM分析表明灵芝药渣基树脂相对于灵芝药渣纤维结构更致密;红外光谱(FT-IR)证明药渣中的纤维素以及树脂发生了羧合(缩合)反应;TG分析证明灵芝药渣基树脂具有更好的热稳定性。与AKD作为纸张添加剂相比,灵芝药渣基树脂作添加剂抄造而成的药渣纸,在具有相同抗水性能的条件下,耐破指数、撕裂指数以及拉伸指数分别提高到1.35 Pa·m~2/g、13.06 mN·m~2/g以及17.66 N·m/g.


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