藍(lán)花楹纖維特性與制漿工藝的研究.pdf

1、為適應(yīng)造紙工業(yè)發(fā)展對(duì)原料的需求，利用光學(xué)顯微鏡和超薄冷凍切片對(duì)南美洲厄瓜多爾產(chǎn)藍(lán)花楹的組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)和化學(xué)組分等進(jìn)行研究，探討了其樹(shù)齡對(duì)制漿等特性影響，同時(shí)利用紅外光譜和核磁共振波譜對(duì)藍(lán)花楹木素結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，最后研究了藍(lán)花楹磺化化學(xué)機(jī)械法(SCMP)和硫酸鹽法(KP)的制漿性能，并優(yōu)化出最適合藍(lán)花楹制漿的工藝條件。 本論文首先對(duì)藍(lán)花楹基本密度及纖維長(zhǎng)度對(duì)制漿性能的影響進(jìn)行了探討。研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)花楹的基本密度較小，而且隨著樹(shù)齡

2、的增大，藍(lán)花楹木材的基本密度明顯提高，但是10年生藍(lán)花楹的基本密度也只有0.343g/cm<'3>，與桉木(0.618g/cm<'3>)相比，藍(lán)花楹的木材密度還是很低的。隨著樹(shù)齡的增大，藍(lán)花楹纖維的長(zhǎng)度增大，所以成紙的強(qiáng)度會(huì)隨之增大。但同時(shí)由于藍(lán)花楹纖維的粗度也在不斷增大，纖維細(xì)胞壁不斷增厚，故其纖維相應(yīng)變得挺硬，這就使得在成紙過(guò)程中纖維間的結(jié)合面積變小，從而使其成紙時(shí)纖維間結(jié)合強(qiáng)度有所降低。綜合考慮纖維長(zhǎng)度和纖維粗度等原因，6年生藍(lán)花

3、楹的成紙強(qiáng)度可能最大。 藍(lán)花楹化學(xué)組分分析發(fā)現(xiàn)，藍(lán)花楹綜纖維素含量為79﹪左右，稍高于藍(lán)桉；藍(lán)花楹木素含量在32﹪左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般闊葉木的木素含量，而且Klason木素的含量均隨樹(shù)齡的增加而增大，但幅度不是很大；1﹪NaOH可溶成分含量要高于澳大利亞產(chǎn)藍(lán)桉，而且隨著樹(shù)齡的增大其含量變化不是很大；苯醇抽出物含量也明顯高于藍(lán)桉，這在一定程度上說(shuō)明藍(lán)花楹抽出物含量要高于藍(lán)桉；藍(lán)花楹聚戊糖含量在15﹪左右，且4年生藍(lán)花楹的聚戊糖含量明

4、顯高于6年生和10年生藍(lán)花楹聚戊糖含量。 組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，藍(lán)花楹木纖維兩端尖削，中間部位粗大，細(xì)胞壁薄、腔大。導(dǎo)管含量較少，木射線薄壁細(xì)胞較多，這會(huì)使在制漿過(guò)程中比較易于藥液浸透，節(jié)省化學(xué)藥品和蒸煮時(shí)間。 藍(lán)花楹SCMP法制漿性能的初步研究表明，從育林成本和成紙強(qiáng)度等方面來(lái)看，6年生藍(lán)花楹是最適合應(yīng)用于制漿造紙工業(yè)的，而且6年生藍(lán)花楹在Na<,2>SO<,3>用量8﹪，NaOH用量3﹪的條件下可以得到裂斷長(zhǎng)3

5、.81km，白度45.9﹪ISO的SCMP漿。而對(duì)藍(lán)花楹SCMP進(jìn)行抄造紙板發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)國(guó)家A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，完全可以用作抄造箱板紙。通過(guò)對(duì)藍(lán)花楹SCMP漿進(jìn)行兩段H<,2>O<,2>漂白發(fā)現(xiàn)，在H<,2>O<,2>用量6﹪的條件下，藍(lán)花楹SCMP漿料的白度只有65﹪ISO，說(shuō)明藍(lán)花楹SCMP是比較難于漂白的。 對(duì)6年生藍(lán)花楹進(jìn)行KP法制漿研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于藍(lán)桉來(lái)說(shuō)，藍(lán)花楹KP法制漿要消耗較多的堿才可以得到較優(yōu)的藍(lán)花楹KP。在硫化度

6、25﹪、活性堿用量18﹪、保溫80min的條件下可以得到卡伯值16.8、細(xì)漿得率46.9﹪、紙張裂斷長(zhǎng)7.62km的藍(lán)花楹KP漿。 通過(guò)對(duì)藍(lán)花楹進(jìn)行堿性硝基苯氧化發(fā)現(xiàn)，藍(lán)花楹木素為S、G型木素，而且其S/G比僅為0.801，比一般的闊葉木要低很多，這說(shuō)明藍(lán)花楹中縮合型木素較多，反映其比較難于制漿漂白。在對(duì)木素中甲氧基含量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，其校正后的Klason木素含量為21.75﹪，總木素含量為26.80﹪，與標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的木素含量有

7、一定的差別，說(shuō)明藍(lán)花楹木素中含有較多的鞣花酸類的多酚類物質(zhì)，從而使得其在制漿過(guò)程中要消耗較多的堿。 通過(guò)對(duì)藍(lán)花楹MWL 的紅外光譜和核磁共振波譜分析結(jié)果表明，藍(lán)花楹MWL是典型的G、S型木素，而且MWL中含有部分取代酚酸。藍(lán)花楹LCC含有大量的碳水化合物，且其主要由阿拉伯糖、β-木糖、α-木糖、α，β-木糖和4-O-甲基．葡萄糖醛酸組成，這些化合物非常容易發(fā)生降解。 藍(lán)花楹用于造紙工業(yè)還需解決由于木素縮合程度高、鞣花酸類