陽離子型MFC的制備及其改善BCTMP性能的研究.pdf

1、近年來，高得率漿(HYP)尤其是漂白化學(xué)熱磨機(jī)械漿(BCTMP)和堿性過氧化氫機(jī)械漿(APMP)由于具有低成本、高松厚度和良好的光學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的普遍關(guān)注。然而，其磨漿過程中保留了大部分的木素，這引起纖維間弱的結(jié)合性能最終導(dǎo)致其成紙弱的強(qiáng)度性能。為了改善BCTMP成紙強(qiáng)度性能的同時(shí)保持其良好的松厚度，本研究利用陽離子醚化預(yù)處理結(jié)合機(jī)械后續(xù)處理的方式制備出表面帶有陽電荷的陽離子型微纖化纖維素(CMFC)。而且，優(yōu)化了CMFC的陽離

2、子化改性工藝，并將制備的不同性質(zhì)的CMFC用于BCTMP的增強(qiáng)和細(xì)小纖維留著的改善。
　　通過陽離子化預(yù)處理結(jié)合高壓均質(zhì)處理的制備工藝能成功制備出平均長度為600～1300nm，DP值為340～570，且表面具有正電性的CMFC。其最佳制各條件為:堿化溫度30℃，堿化時(shí)間45min，醚化溫度50～60℃，醚化時(shí)間150～180min，醚化劑用量為0.8mol/mol(以AGU計(jì))，用堿量為醚化劑用量的2.0倍，高壓均質(zhì)處理10循環(huán)

3、。此條件下所制備的CMFC的表面正電荷密度可達(dá)1476μeq/g。
　　BCTMP漿張?jiān)鰪?qiáng)實(shí)驗(yàn)表明:加入2.5％表面電荷密度為712μeq/g的CMFC，漿張的抗張指數(shù)增加52.7％，耐破指數(shù)提高73.9％，撕裂指數(shù)提高22.1％，松厚度僅降低2.73％。而未經(jīng)陽離子化的MFC，上述強(qiáng)度指標(biāo)分別為17.1％，22.8％，19.2％，松厚度降低1.71％。初步證實(shí)了CMFC的應(yīng)用能夠顯著改善BCTMP等高得率漿的抗張、耐破和撕裂等強(qiáng)

4、度性能指標(biāo)。通過對比添加陽離子淀粉和打漿處理效果，在相同增強(qiáng)效果條件下，BCTMP漿張松厚度要分別高5.2％和12.4％，進(jìn)一步證實(shí)了CMFC與常規(guī)增強(qiáng)方式相比，具有在改善纖維間結(jié)合力的同時(shí)能保持漿張松厚度的獨(dú)特優(yōu)勢。
　　在上述CMFC應(yīng)用研究基礎(chǔ)上，利用SEM、CLSM和汞侵入法等現(xiàn)代儀器分析技術(shù)手段初步探討MFC和CMFC的增強(qiáng)機(jī)理，提出MFC/CMFC在紙頁纖維網(wǎng)絡(luò)角隅形成的“隅撐”結(jié)構(gòu)是其具有獨(dú)特增強(qiáng)效果的主要原因。

5、r>　　最后，研究了CMFC對BCTMP細(xì)小纖維的留著及其對漿料的絮聚行為。實(shí)驗(yàn)表明:CMFC能明顯提高BCTMP細(xì)小纖維的留著率，并且對CMFC本身的正電性和pH要求不高。利用FBRM技術(shù)檢測CMFC對BCTMP纖維絮聚行為發(fā)現(xiàn)CMFC對BCTMP的絮聚過程可描述為:50μm以下的細(xì)小纖維絮聚成為100μm以上較大尺寸絮聚體的過程。并且，形成的絮聚體尺寸主要分布在100～300μm范圍內(nèi)，既有利于細(xì)小纖維的留著又不會(huì)對紙張勻度造成顯著