麦草浆中木质素含量对防油剂作用效果的影响

在含氟防油剂经济用量范围内,针对麦草高得率浆抄造纸张防油效果不理想的问题,本研究对麦草高得率浆进行氧脱木质素处理,得到一系列不同卡伯值的麦草浆,探讨了麦草浆中木质素含量对防油剂作用效果的影响。结果表明,麦草浆中木质素含量对含氟防油剂的作用效果有明显影响,在防油剂质量分数1%(相对于绝干浆)的条件下,当麦草浆卡伯值降至<50.0时,麦草浆抄造纸张具有初步防油效果;当麦草浆卡伯值为30.0~50.0时,随着卡伯值降低,麦草浆抄造纸张的防油等级逐渐上升;当麦草浆卡伯值降至<30.0时,麦草浆抄造纸张防油等级达到最高等级(7级)。利用Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK)法分析纸张的表面自由能,随着麦草浆中木质素的脱除,纸张的表面自由能不断降低,而极性比率不断升高,表明木质素的脱除有利于提高纸张防油效果。麦草浆中木质素含量也会影响防油剂用量,在一定防油等级要求下,麦草浆的卡伯值越低,所需防油剂用量越少。

麦草碱木质素聚氨酯薄膜的合成条件优化

以麦草碱木质素、聚乙二醇(PEG)及多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI)为原料,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,使用溶液固化成型法制备了碱木质素聚氨酯薄膜。采用差示扫描量热法(DSC)表征了薄膜的热性能,并测定了木质素聚氨酯薄膜的弹性模量、拉伸强度和拉伸率。试验结果表明:当使用PEG300、异氰酸酯指数为2.2、木质素加入量为11%(质量分数)时,聚氨酯薄膜的弹性模量为0.52GPa、拉伸强度69.1MPa、拉伸率15.6%,且成膜性能良好。

麦草氧碱两段蒸煮黑液性能的研究

对麦草进行NaOH +AQ/NaOH +O2 两段蒸煮 ,研究了氧碱蒸煮段用碱量、最高温度。

麦草原料矿质元素在碱法制浆过程中的转移(Ⅰ)

用原子吸收光谱法、SEM-EDAX法研究了麦草原料灰分及矿质元素在碱法制浆过程中的脱除规律。结果表明,麦草原料灰分含量高达8.12%。在实验条件下,随温度升高、时间延长,原料相关成分的溶解,浆得率下降,黑液的固形物及其灰分含量均呈逐渐增加的趋势,保温后期则基本保持平衡;浆中的灰分含量及Ca、Mg、K、Si、Al、Fe等元素的含量则呈先降低而后稍有增加至基本稳定的趋势;上述元素大量转移至黑液中,将对黑液碱回收产生严重干扰。麦草Si的转移率仅为60%～70%,明显低于芦苇、竹子等原料Si的转移率,预示着麦草中Si的某些特殊性;也说明从预处理去除Si等矿质元素的角度来看,采用较低的用碱量、温度及较短时间较为合适。

我国的木浆和麦草浆黑液碱回收现状

简述了我国制浆黑液碱回收的现状,全面分析了我国木浆与麦草浆碱回收的不同。以我国木浆、麦草浆黑液典型碱回收为实例,对蒸发、燃烧、苛化系统的能耗进行了计算,并分析了碱回收产生的主要产品和副产品。我国木浆黑液碱回收处在世界领先的水平,麦草浆黑液的碱回收具有中国特色,在回收热能治理污染方面虽然发挥了巨大的作用,但与先进的木浆黑液碱回收相比,还有很大的差距,还需要继续努力,不断提高。

麦草碱木素高效水煤浆分散剂的应用性能

以麦草碱木素为原料,通过磺化共聚的方法合成一种水煤浆分散剂(MSL)。研究发现,该分散剂的分子质量和磺酸基含量是影响其对水煤浆分散降黏能力的主要因素。在MSL不同分子质量分布的级分中,较高分子质量的级分对水煤浆具有较好的分散降黏能力,然而分子质量过高不利于对水煤浆的降黏作用。MSL对水煤浆的分散降黏能力远优于木素磺酸钠,与萘系水煤浆分散剂相当,对水煤浆的稳定性优于萘系分散剂。

木质素聚氨酯薄膜合成条件及性能的研究

以麦草碱木质素、相对分子质量为300和1 000的聚乙二醇(PEG)及多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI)为原料,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,使用溶液浇注法固化成型工艺,制备了碱木质素聚氨酯薄膜。通过调整PEG 1 000与PEG300的比例提高了聚氨酯的力学性能。测定了木质素聚氨酯薄膜的弹性模量、拉伸强度和断裂拉伸率、耐撕裂度。实验结果表明,调节不同相对分子质量聚乙二醇在反应体系中的比例,可以显著提高成膜后的耐撕裂性能,改善由于加入木质素后聚氨酯薄膜过脆的缺点。当使用PEG 1 000与PEG 300物质的量之比值为2.0,异氰酸酯指数为2.5,木质素加入量为20%(质量分数)时,聚氨酯薄膜的弹性模量为1.49 GPa、拉伸强度为36.5 MPa、断裂拉伸率为12.7%,耐撕裂度为8 460 mN,且成膜性能良好。

麦草原料矿质元素在碱法制浆过程中的转移(Ⅱ)

用SEM-EDAX法、原子吸收光谱法探索了麦草原料矿质元素在碱法制浆及碱回收过程中的转移规律。结果表明,麦草原料的灰分含量高,经过碱法制浆及洗浆,原料中大量的矿质元素不同程度地转移到黑液中去;麦秆皮层及皮层的矿质元素较易溶解除去,但麦草浆Si的转移率仅为60%-70％。转移到黑液中的大量矿质元素将协同干扰碱回收过程及效果,是造成苛化工段白液澄清困难,白泥残碱量高、杂质含量高、无法进行白泥回收的根本原因。另外,黑液中的其他矿质元素还会造成设备腐蚀及操作障碍。

溶媒法合成羧甲基碱木质素及其表征

采用单因素实验法,考察了水/乙醇反应溶剂体积比,反应温度和氢氧化钠加入方式对碱木质素的羧甲基化反应转化率及产物羧基含量的影响。结果表明,碱木质素的羧甲基化反应转化率及产物羧基含量随着水/乙醇体积比的增大而急剧减小,随着反应温度的升高而先增大后缓慢降低,二次加碱方式有利于反应的转化率及产物的羧基含量的提高。在70℃,水/乙醇体积比为20∶80的介质中,采用二次加碱方式,制备羧甲基碱木质素的反应转化率可达94.798%,产物的羧基含量可达2.764 mmol/g。红外光谱(FT-IR)和核磁共振(13C-NMR)表征结果表明,羧甲基化反应在碱木质素的酚羟基和α-醇羟基上成功接入了大量的羧甲基。

麦草烧碱-AQ法黑液碱木素的特性和酸化沉淀过程

本文主要研究从烧碱-AQ法麦草制浆黑液用硫酸沉淀的碱木素的得率、外观、纯度、紫外、红外光谱等特性,并讨论沉淀过程pH、温度、无机沉淀剂等因素的影响。

马尾松磨木浆丙酮抽出物的分离及分析

利用ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ离子交换色谱和气相色谱－质谱联用技术，对马尾松磨木浆丙酮抽出物的化学成分进行了分离及分析。ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ高子交换色谱可以把丙酮抽出物分离成中性组分、弱酸性组分和强酸性组分，中性组分皂化后可进一步分离成皂化物和不皂化物。利用气相色谱－质谱联用技术，对马尾松磨木浆丙酮抽出物中的弱酸性组分、皂化物和不皂化物的化学成分进行了分析，并分别检测出了一系列化合物。

稻麦草氨法制浆工艺研究

研究了在氨水中添加少量钾碱作为蒸煮剂的稻麦草制浆新工艺。讨论了蒸煮剂的用量和配比、液固比、蒸煮最高温度、升温时间和保温时间对蒸煮效果的影响 ,继而确定了适宜的工艺条件。结果表明 ,该蒸煮体系对稻、麦草木素的脱除率达到 85 % ,纸浆得率为稻草 38.1 2 % (细浆得率 )和麦草 49.65 % (粗浆得率 )。通过红外光谱 ( IR)测定了稻草蒸煮过程中木质素的结构变化。

麦草浆造纸废液制木材胶粘剂的研究

使纸浆造纸废液自然发酵，用经过发酵的木素，按常规的制胶工艺制取木素酚醛树脂胶，并研究其胶合性能。

麦秆不同形态区域中硅的碱稳定性

用SEM -EDAX法研究麦草原料中的Si在碱法制浆过程中的残留情况。结果表明 ,在碱法制浆过程中 ,麦秆外表面皮层及皮下纤维层中的Si对碱的稳定性较差 ,麦秆内部的维管束及内表皮层中Si的碱稳定性较高 ;原料的Si脱除率仅为 60 %～ 70 % ,浆中残留的Si量为30 %～ 40 % ,且主要分布在麦秆内部的细胞中。

超声波法活化麦草碱木素及用于PF胶黏剂的研究

麦草碱木素是我国造纸工业重要的剩余物,但是麦草碱木素的结构决定了其反应活性较低,从而使其应用受到较大的限制。笔者根据麦草碱木素的特点分别对比超声破碎仪不同的超声条件(时间:10、20、30、40min;振幅:60、80、100)和不同的溶液质量比(100:0,60:1,20:1)对麦草碱木素的活化效果,并探索用活化后的木素代替部分苯酚(10%、20%、30%、40%)制备酚醛树脂胶黏剂的可行性。研究结果表明:超声波作用可显著提高酚羟基的含量。超声波作用时间在20min、振幅80、溶液质量比20:1时效果相对较好。经过超声波活化的木素按20%的量替代苯酚制备LPF,压制的胶合板的胶合强度都达到国家Ⅰ类胶合板的要求,并能与未改性的酚醛树脂(PF)胶黏剂相媲美。

碱法制浆造纸废水生物膜法达标排放技术

本文介绍了一种适用于碱法麦草制浆造纸废水达标排放处理工艺—生物膜法。在对四个示范工程的前期试验研究中证实了生物膜法在碱法麦草浆造纸废水处理的技术和经济可行性。

微波活化草浆碱木素减水剂的合成与性能研究

采用微波对反应性很低的草浆碱木素进行活化,活化后的草浆碱木素再通过磺化反应在其结构上引入更多的磺酸基,将造纸废弃物制成了具有高附加值的减水剂。并通过正交实验对工艺条件进行优化,找到适宜的条件:pH值为10￣11;微波活化过程中H2O2用量为草浆碱木素质量的3%;磺化反应中磺化剂用量为草浆碱木素质量的20%;磺化反应时间为2h;磺化反应温度为85℃。该减水剂与没有经过微波活化直接进行磺化反应的草浆碱木素减水剂相比,具有更好的水泥净浆流动度、更高的减水率。

稻麦草蒸煮废液的酸沉淀性能

对稻、麦草蒸煮废液在不同pH下的酸沉淀特性(沉淀物的组成及清液的COD等)进行了研究,并对分级沉淀的木质素进行了应用性能分析。结果表明,pH是影响酸沉淀过程的主要因素,pH≥6时,仅有极少量的木质素被沉淀,沉淀物主要为灰分;采取分级沉淀的方法可以得到纯度较高、性能良好的木质素产品。

麦草浆氧脱木素中木素结构的变化

研究了麦草NaOH-AQ浆在氧脱木素过程中木素结构的变化。采用酶-弱酸解两段法提取浆中残余木素;利用酸析法从黑液中分离出溶出木素试样,经过弱酸解得到提纯的木素试样。通过凝胶渗透色谱(GPC)对所得的木素试样分别进行分子质量检测,得出各种木素的分子质量分布及变化,并对其进行了分析对比;利用磷谱核磁共振(31P-NMR)技术对木素结构中脂肪羟基、总酚羟基、羧基以及总酚羟基中各酚羟基等官能团进行定量分析对比,以全面了解木素结构在氧脱木素中的变化规律。

麦草碱性亚硫酸盐制浆生物炼制的研究(Ⅰ)——深度脱木质素及木质素磺化特性

提出了非木材木质纤维生物质碱性亚硫酸盐制浆(ASP)生物炼制的理念,研究了总用碱量、亚硫酸化度、温度和时间对麦草碱性亚硫酸盐法蒸煮深度脱木质素特性和木质素磺化的影响。结果表明:麦草ASP法具有高的深度脱木质素选择性;深度脱木质素延伸与木质素磺化度提高具有一致性;总用碱量、亚硫酸化度、最高温度和保温时间对深度脱木质素选择性和木质素磺化度都有重要的影响;在总碱用量18.0%,亚硫酸化度85.0%,液比值3.5,最高温度168℃,保温150 min的条件下,可制得卡伯值8.8,得率56.8%,黏度为33.3 mPa.s的优良纸浆,此时黑液中磺化木质素磺酸基含量达2.16 mmol/g(以固形物计)。从深度脱木质素选择性、木质素磺化和纸浆基本特性考虑,麦草ASP法具有制浆生物炼制的前景。