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竹子化机浆过氧化氢漂白及返黄过程中木素结构变化的研究

罗名宇  
【摘要】: 本论文对竹材SCMP浆的过氧化氢漂白的白度稳定性进行了初步研究,初步探讨了漂白工艺对白度稳定性的影响以及竹材SCMP浆的返黄特性,分离了竹材、漂白SCMP竹浆和返黄浆料的磨木木素。利用UV/VIS、FTIR、GPC、~1H-NMR和元素分析等各种手段,重点研究了SCMP竹浆在紫外光返黄过程中木素结构基团的变化,初步探讨了返黄过程中木素的降解以及有色基团的变化,初步建立了竹子化机浆的返黄机理,对解决高得率竹浆白度稳定性差的障碍提供了重要指导意义。 1、在H_2O_2用量一定的情况下,采用H_2O_2两段漂可提高漂浆白度3%左右。H_2O_2漂白的浆比较容易返黄,且随白度增加返黄加剧,如当白度为50.08%~55.80%的时候,PC价从11.00升至13.51。漂白中增加NaOH或H_2O_2用量,延长漂白时间,均会降低白度稳定性,PC价最大超过7以上。 2、在相同紫外光照射强度下,不同光照时间内,引起光返黄的机理不同,即不同照射时期,纸张残余木质素中引起返黄的潜在发色结构不同。在光返黄初期主要是由木质素中的酚型结构、羰基等光氧化反应造成的,随着酚型、羰基结构的消耗,返黄速率下降,但返黄后期随着由β-O-4芳基醚键断裂的参与,返黄速率加大。醌型发色结构对纸浆白度的损失贡献比较大。 3、竹子结构中含有大量的愈创木基结构,存在较多的酯键连接。紫外光长时间照射下,产生大量发色物质的同时,木素的大分子结构受到破坏,木素被氧化降解,包括酯键连接在内都发生了光氧化断裂。竹子木素邻酚、邻醌的含量比较高,在0.64%~1.48%之间,而共轭羰基的含量却比较低,不到0.0019%。在返黄过程中,邻醌的含量明显大于邻酚的含量,最大超过0.82%。经过SCMP制浆漂白后,木素的分子量从7253降至5069,多分散性从1.47降至1.22。~1H-NMR表明,竹材磨木木素属于GSH型木素。


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