堿木素改性合成紙張增強劑的研究.pdf

1、為了保護自然生態(tài)環(huán)境，減少木材的耗量，目前造紙工業(yè)廣泛利用二次纖維及草類植物纖維制漿造紙，但由于這些纖維本身的特性，都存在成紙強度差、紙質(zhì)低等缺陷，已經(jīng)成為目前制漿造紙行業(yè)亟需解決的問題。制漿造紙工業(yè)多年生產(chǎn)實踐經(jīng)驗證明：紙漿中添加適量的增強劑是解決紙頁強度的一種有效的途徑。在化學法制漿中產(chǎn)生的黑液，其中的固形物占整個造紙工業(yè)污染的90％，是主要的污染源，且主要采用燃燒法堿回收黑液處理工藝，有機物作為燃料回收，其利用價值不高。因此，無論

2、從資源有效利用還是從解決環(huán)境污染問題的角度考慮，研究利用堿木素已經(jīng)成為有較大經(jīng)濟價值和深遠社會意義的課題。 本課題研究和探討了改性木素、改性木素-脲醛樹脂合成物、改性木素-三聚氰胺甲醛樹脂的制備、增強效果及合成與增強機理。 堿木素基本結構單元分子類似于苯酚，含有酚羥基，醇羥基，甲氧基等活性基團，可以發(fā)生羥甲基化等改性反應。木素經(jīng)過改性后，使之與UF，MF等增強作用樹脂進行共聚，然后添加到紙漿中并留著，使之與纖維形成交聯(lián)，

3、則起到提高紙頁或者紙板強度的效果。 根據(jù)木素結構特征，用甲醛對堿木素進行羥甲基化，反應產(chǎn)物改性木素與脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂合成增強劑(ML-UF、ML-MF)，并優(yōu)化出各個反應的最佳反應條件：①堿木素羥甲基化改性：甲醛用量6.33mmol·g-1lignin，pH值10.5，反應溫度65℃，反應時間90min；②合成ML-UF：ML用量40％，pH值8.5，反應溫度45℃，反應時間3.5h；③合成ML-MF：ML用量80％，

4、pH值8.5，反應溫度45℃，反應時間3.0h。 三種改性產(chǎn)品應用試驗表明：控制紙漿pH值為4.5～5.5，增強劑用量為6％時，紙頁抗張強度最大，可分別提高紙頁的干強度為33.8％、59.1％、63.4％，而且紙頁潤濕后，其濕強度保持為干強度的40.2％、38.8％、42.5％。紅外光譜研究表明：改性木素結構基本保留原有木素的基團特征吸收，并且明顯的增加了1060cm-1羥甲基的C-O振動吸收，證實堿木素己羥甲基化；同時通過ML

5、-UF、ML-MF樣品的紅外光譜的研究，證實了改性木素與脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂已經(jīng)進行了交聯(lián)。 紙頁掃描電鏡觀察研究證實：添加了ML、ML-UF與ML-MF的紙頁，其平面上出現(xiàn)的孔洞數(shù)目大量減少，而且還出現(xiàn)較多纖維之間的橋連，可以推測，加入增強劑能增加纖維之間的結合力。 紙頁熱分析研究表明：TG圖中，添加增強劑的紙頁失重量大于未加助劑的紙頁，而且各自的失重溫度范圍不同，可見兩種紙頁的揮發(fā)成分的耐熱性不同；在DSC圖中