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纸浆漂白过程缓冲体系的研究

王伦  
【摘要】:本论文以烧碱-蒽醌麦草浆为实验原料,研究了DEP和OEP中浓短序漂白过程中漂剂用量,漂白温度和时间,漂白体系pH值对漂白浆质量性能的影响。实验结果发现在D段和P段漂白过程中,添加酸碱缓冲体系可以为漂白过程各功能组分的有效发挥提供良好的酸碱环境和载体,促进漂剂发生有效分解,从而提高其漂白效果。在二氧化氯漂白过程中,通过对不同类型酸碱缓冲体系配制的漂液漂白效果及其机理的研究,筛选出磷酸氢二钠-柠檬酸、柠檬酸-柠檬酸钠、磷酸-磷酸氢二钠等具有较大缓冲容量和较优漂白效果的酸碱缓冲体系;在过氧化氢漂白过程中,筛选出硼砂-氢氧化钠、碳酸钠-碳酸氢钠、磷酸氢二钠-氢氧化钠、硼酸-氯化钾-氢氧化钠等具有较大缓冲容量和较优漂白效果的酸碱缓冲体系。 烧碱-蒽醌法麦草浆DEP短序漂白过程中,ClO_2漂段最佳工艺条件是:ClO_2用量1.2%,漂白时间120min,漂白温度85℃,初始pH值2.5,漂后纸浆白度可以达到51.96 %ISO;H_2O_2漂段最佳工艺条件是:H_2O_2用量2.5%,漂白时间120min,漂白温度85℃,初始pH值10.4,漂后纸浆白度可以达到79.32 %ISO。 烧碱-蒽醌法麦草浆OEP短序漂白过程中,H_2O_2漂段最佳工艺条件是:H_2O_2用量2.0%,反应时间100min,反应温度80℃,初始pH值10.5,漂后纸浆白度达到80.52 %ISO。 磷酸氢二钠-柠檬酸、柠檬酸-柠檬酸钠、磷酸-磷酸氢二钠酸碱缓冲体系在酸性和碱性条件下都具有很强的缓冲容量,pH值受温度的影响较小,可以用于二氧化氯漂白过程漂液pH值的调节控制。二氧化氯漂白过程添加磷酸-磷酸氢二钠酸碱缓冲体系后纸浆白度从44.81%ISO上升到52.21%ISO,白度可以提高16.5%,脱木素率从39.3%上升到61.1%,漂白废液的COD值从36.8 kg/t浆降低到27.8 kg/t浆。二氧化氯漂白过程添加酸碱缓冲体系对麦草浆DEP漂后成纸物理性能的影响不是很明显。 硼砂-氢氧化钠缓冲体系、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲体系、磷酸氢二钠-氢氧化钠缓冲体系、硼酸-氯化钾-氢氧化钠缓冲体系在酸性和碱性条件下都具有很强的缓冲容量,pH值受温度的影响较小,可以用于过氧化氢漂白过程漂液pH值的调节控制。过氧化氢漂白过程添加硼砂-氢氧化钠酸碱缓冲体系后纸浆白度从79.32%ISO上升到83.58%ISO,脱木素率从25.8%上升到37.8%,纸浆粘度降低不是很明显。过氧化氢漂白过程添加酸碱缓冲体系后,纸浆能够保持较好的物理强度,能够满足抄造高档文化用纸的要求。 红外谱图分析结果表明,纸浆经二氧化氯漂白后,木素结构中的苯环特征吸收峰逐渐减弱,说明一部分紫丁香基型木素单元和愈疮木基型木素单元被降解脱除,继续利用过氧化氢漂白后,苯环进一步被破坏,绝大部分木素被脱除。扫描电镜观察发现,纸浆经过未添加酸碱缓冲体系的D段/P段漂白后,纤维形态扁平,但表面有很多“坑洼”,变得粗糙疏松,长纤维之间较稠密,空隙很少;经过添加酸碱缓冲体系的D段/P段漂白后,纤维较粗,表面光滑,结构密实,分丝帚化现象较轻,纤维受损程度小。


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