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高得率浆细小纤维染色研究

发布日期:2015-06-04 10:43:28
造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。我国是 世界造纸产品的主要生产国和消费国(生产量和消费量均居世界第二位),同时也是世 界造纸产品主要进口国。但由于造纸工业不合理的原料结构和规模结构以及较低的技术 装备水平,使得我国造纸工业的水、能源、物料的消耗较高并成为主要的污染源⑴。就 吨浆纸综合能耗和综合水耗来看,国际上先进水平为吨浆纸综合能耗0.9〜L2吨标煤, 综合取水量35〜50吨,我国除少数企业或部分生产线达到国际先进水平外,大部分企业 吨浆纸综合能耗平均为U8吨左右标煤,综合取水量平均仍处于1〇3吨左右高位[2]。如何 高效地利用现有的纤维原料在生产中减少损耗或减轻环境污染负荷已经成为我国造纸 工作者急需解决的问题。
高得率浆尤其是BCTMP的应用缓解了造纸行业纤维资源紧缺和原料结构不合理 的不利因素,在纸张生产过程中适当的配比高得率浆可以降低其他纸浆的用量,节约纤 维原料。但高得率浆自身含有大量的木素,很容易发生光致返黄,即出现自身的光学稳 定性特别是白度稳定性差的问题,使其在高级纸中的应用受到极大的阻碍m。同时高得 率浆中细小纤维的含量也较高,在抄纸过程中很容易造成流失,细小纤维在纸料中作为 纤维的碎片、离散的小纤维、细胞薄壁组织而存在,对纸张的物理和光学性能有着重大 的影响,纸浆中细小纤维的存在对纸张光学性能而言,可以提高纸张的不透明度,减少 调色过程中染料的用量[4"5】。因此,研究高得率浆及其细小纤维的染色特性具有深远的 社会效益。
1.1高得率浆的特性与应用
1.1.1高得率浆的概念
高得率浆是指用化学的(有时是生物的)、热的和机械的方法使纤维原料分离,制取 得率在80%以上的浆种。高得率浆既包括传统的磨石磨木浆(SGWP)、化学磨木浆 (CGWP)、压力磨木浆(PGW )、木片磨木浆(RMP),又包括近年来发展起来的各种化学 机械浆(CMP)、热磨机械浆(TMP)、漂白化学热磨机械浆(BCTMP)以及碱性过氧化氢 机械浆(APMP或APP)和生物机械浆(Bio-MP)等[6]。
1.1.2高得率浆的特性
高得率浆制浆过程包括温和的化学处理和机械磨浆。由于保留了大部分木素,得率 较高(80%〜90%)。化学制浆则是在较高的温度下用化学药品如Na〇H和1^28除去木片 中几乎所有的木素,得率较低,只有40%〜50%。此外,化学浆漂白也以进一步脱木素 为主,条件比较剧烈。正是因为制浆和漂白工艺的差异,高得率浆和化学浆有着截然 不同的特性。与化学浆相比,高得率浆纤维比较粗大和挺硬,不容易压扁,高松厚度是 髙得率浆的典型特征【7]。表1-1列举了高得率浆与化学浆的主要差别。
传统上机械浆主要用于配抄含机械浆的印刷纸,如新闻纸、超级压光纸(SC)和低定 量涂布纸(LWC)等。用于生产这些纸种的机械浆通常是以针叶木为原料的磨石磨木菜 (GW)、压力磨石磨木浆(PGW)和热磨机械浆(TMP)。机械浆能使纸张在较低的定量下 也具有较好的不透明度、松厚度和适印性。但与化学浆相比,机械浆的强度和白度稳 定性较差[7]。
BCTMP在纸浆质量和成本方面填补了化学浆和机械浆之间的空缺。尽管BCTMP的 质量明显优于TMP,但其早期的应用仍然局限于传统的机械浆纸种,且生产HYP的原 料也仅限于针叶木。近20年来,随着技术的发展,BCTMP的生产有了重大转变,由原 先的针叶木原料改为以阔叶木原料为主。一般来说,以阔叶木为原料的GW、PGW或TMP 浆,由于纤维短,强度太低,难于抄造。但阔叶木经化学预处理后的热磨机械浆大大改 善了成浆强度,使得用阔叶木化学机械浆抄造许多纸种成为可能。由于其纤维较短,阔 叶木BCTMP的游离度(CSF)可以保持在较高的范围(250〜350mL)而不显著影响成纸的 勻度和表面粗糙度。杨木BCTMP漂后白度可以达到85% ,接近化学浆的白度(87%〜 90%)。筛选技术的发展,特别是楔型细筛的应用,显著降低了BCTMP的纤维束含量[7]。 如今,阔叶木和针叶木BCTMP不但用于各类机械浆纸,同时也广泛用于纸板、高档印 刷和书写纸、卫生纸、面巾纸、离型纸、无碳复写纸以及其他很多纸种。
 
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