湿法机械处理改善粘胶级竹溶解浆反应性能的研究

为提高溶解浆进行粘胶纤维产品生产的加工性能及减少二硫化碳的排放,采用PFI（papirindustriens forsknings institut）磨打浆和瓦利打浆机打浆这2种湿法机械处理,以改善竹溶解浆的反应性能。以预水解硫酸盐法竹溶解浆为原料,考察PFI磨打浆及瓦利打浆机打浆对溶解浆反应性能及纤维形态的影响,并对同等打浆度条件下的2种湿法机械处理的效果进行比较。PFI磨和瓦利打浆机分别在打浆度为60.5°SR（15 000 r）及36.4°SR（30 min）的优化工艺条件下,Fock反应性能从68.3%分别提高到73.2%和84.0%,粘胶过滤性能由“不通过”到粘胶过滤值分别为3 196.1 s和2 115.6 s。同时,上述2种处理方式均使纤维粗度和长度下降,细小纤维含量、比表面积和总孔隙量增加,且使聚合度损失小。同等打浆度条件下,基于瓦利打浆机对纤维更多的剪切行为,瓦利打浆机打浆对反应性能的提高效果更为显著。     

纤维素酶提高竹溶解浆反应性能的研究

纤维素的反应性能在粘胶纤维的制备过程中发挥着重要作用。采用纤维素酶处理用以提高竹溶解浆的反应性能,考察酶用量、反应时间及浆浓度3个因素对聚合度、Fock反应性能、α-纤维素及竹浆得率的影响,揭示纤维素酶提高反应性能的机理。结果表明,在pH值4.6及温度55℃的环境下,纤维素酶处理的最优工艺条件为酶用量0.1U/g、反应时间60min、浆浓度5%,Fock反应性能由69.5%提高至88.2%,同时聚合度仅由643降至593。α-纤维素、得率和相对分子质量分布(MWD)也表明了纤维素酶处理可明显提高反应性能却仅有微小的聚合度下降。这些结果主要是由于酶的剥皮或侵蚀效应部分破坏了纤维素纤维的初生壁,形成了更多孔隙,导致浆料纤维可及度提高。比表面吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)及凝胶渗透色谱仪(GPC)测试结果表明了纤维素纤维形态的改变,这支持了酶处理后浆料可及度提高的结论。     

酸处理改善竹溶解浆反应性能的研究

采用盐酸及乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、六偏磷酸钠(SHMP)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)对溶解浆进行酸处理,分析pH值、时间,以及基于优化盐酸处理工艺研究的螯合剂种类、用量,对溶解浆Fock反应性能、得率、灰分、白度及聚合度的影响;探讨酸处理前后溶解浆的孔隙结构、比表面积、纤维形态及相对分子质量分布的变化.结果表明,在处理温度为50℃时,酸处理的最佳工艺条件为:pH值3.0,处理时间45 min,DTPA用量3.0%.在此工艺条件下,Fock反应性能由67.23%提高至74.12%,得到更为蓬松的物理结构.纤维表面在纵向出现分裂或裂开现象,增加了更多的额外接触面积.酸处理使纤维素相对分子质量下降,多分散指数(PDI)由5.22下降至4.91,聚合度分布更加均匀.     

烟草原料磨浆性能对再造烟叶性能的影响

为了比较烟梗、烟末打浆度对造纸法再造烟叶基片结构的影响,比较了PFI磨浆对烟梗、烟末纤维形态以及基片物理指标的影响。结果显示,随着磨浆转速的提高,烟梗、烟末打浆度也提高,浆料湿重、平均纤维长度、宽度、粗度和卷曲指数都有不同程度地降低;随着烟末打浆度的提高,基片抗张强度呈升高趋势,厚度、松厚度及透气度等均下降;随着烟梗打浆度的提高,基片抗张强度先升高后下降,厚度、透气度呈下降趋势,松厚度先下降后上升;整体上,烟末对基片厚度、松厚度影响较大,烟梗对基片抗张强度影响较大,二者对透气度都有影响。     

冰冻对纤维角质化的影响

为了解冰冻对纤维的影响,该文研究了冰冻处理后纤维形态、保水值及性能的变化.研究结果表明,硫酸盐浆、酸性亚硫酸盐浆、氢氧化钠浆经冰冻处理后,浆料的保水值都明显下降,商品硫酸盐浆的游离度大幅度升高,抄造成的纸张紧度降低,光散射系数升高,抗张指数、耐破指数、耐折度明显下降;纤维的长度基本没有变化,弯曲指数和扭结指数有所增加,表明纤维发生了角质化;并提出了冰冻引起纤维角质化的机理.      

基于AFM的107杨纤维表面形貌特征研究

以107杨为研究对象,采用过氧化氢和冰醋酸混合液对应拉木和正常木进行处理获得2种离析纤维;采用铬酸对正常木进行处理获得1种离析纤维;采用硫酸盐制备正常木化学浆获得1种化学浆纤维,并取出一半化学浆进行打浆处理获得1种打浆纤维。使用原子力显微镜(AFM)对上述5种不同处理方法获得的纤维表面形貌进行观察比较。结果表明,应拉木纤维比正常木纤维容易观测到清晰初生壁表面;铬酸离析方法比过氧化氢和冰醋酸混合液离析方法容易观测到清晰初生壁表面;相比离析纤维,化学浆纤维次生壁微纤丝的定向排列方式清晰可见;打浆后纤维较化学浆纤维,微纤丝定向排列被干扰,出现分丝帚化。     

打浆度对造纸法再造烟叶浆料纤维及片基性能的影响

【目的】为优化造纸法再造烟叶制浆工艺过程中的打浆度控制,以期抄造成型的烟草片基物理性能符合预期的质量要求。【方法】研究造纸法再造烟叶制浆过程中,不同打浆度对浆料纤维形态(显微镜像、长度分布、宽度分布和卷曲度分布)、片基物理性能(抗张强度、造碎率、透气度和松厚度)及片基微观结构的影响。【结果】打浆度在35°SR~75°SR的范围内,随着打浆度的提升,纤维均质长度逐渐降低,而纤维宽度及纤维卷曲度无明显变化;打浆度与片基切丝造碎率及片基松厚度成负相关的线性关系,可分别用线性关系式y=-1.026x+6.756及y=-0.038 4x+5.550 6表示;打浆度与片基抗张强度成正相关的线性关系,可用线性关系式y=4.624 1x+635.8表示;打浆度与片基透气度成指数函数相关,可用线性关系式y=6 519.5e~(-0.096x)表示。通过线性回归分析拟合得出的公式,线性相关系数R2分别为0.940 7、0.964 3、0.878 1和0.912 7;打浆度对片基微观结构有明显的影响,打浆度越高,再造烟叶片基纤维孔隙越小,纤维之间结合越紧密,单根纤维的可见度逐渐降低,片基的致密度越高。【结论】研究为造纸法再造烟叶制浆过程打浆度的设定优化提供一定的依据和基础。     

竹质纤维-HDPE复合材料的力学和热性能研究

为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+ 竹浆纤维共 混4 种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分 析了竹屑-HDPE 复合材料与其他3 种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE 复合材料相 比,竹屑-HDPE 复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料 提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料降低了8.08% 和17.64%。竹屑- HDPE 复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE 复合材料相比,其起始热分解温度提高了21.23 ℃,力学松弛峰 值温度提高了10.44 ℃。      

竹子溶解浆制备过程的浆料性能和结构表征1）

采用硫酸盐法（KP）-两段氧脱木素（OO）-聚木糖酶（X）及强化碱抽提的无元素氯漂白（D1ED2A）漂序制备竹溶解浆,并对各工段浆料进行性能和结构表征。结果表明：竹材经上述流程处理后,α-纤维素质量分数提高至95．19％,聚戊糖降至6．25％,ISO白度提高至86．8％,黏度下降至11．80 mPa· s,灰分降低至0．14％。扫描电镜分析得出,竹纤维表面出现了缝隙、沟槽、起皱等特征,微细纤维随着无元素氯漂白流程的进行暴露得更加清晰。 X-ray分析结果表明,浆料纤维素的晶型未发生转变,仍属纤维素Ⅰ型。在KP-OO-X-D1-E处理的过程中,纤维素结晶指数由59．77％提高至70．26％;随后进行D2-A处理,纤维素结晶指数降至67．77％。     

机械活化预处理对纤维素在碱液中溶解性能的影响

采用课题组自制的机械活化装置对松木漂白浆进行机械活化预处理,考察机械活化作用对其溶解度和聚合度的影响.结果发现,随着机械活化时间从0 min增加到120 min,松木漂白浆在碱液中的溶解度从20％增至78％,聚合度从237降至129.说明机械活化预处理在一定程度上可以提高松木漂白浆溶解度,降低其聚合度.通过扫描电镜、X射线观察不同活化时间纤维素形貌结构和结晶结构的变化,证明机械活化对纤维素溶解性能的影响.     

打浆对竹浆抄造性能的影响

本文研究了打浆和细小组分对毛竹浆抄造性能的影响，在某一打桨度范围内，毛竹浆具有较好的抄造性能，适当保留细小组分有助于提高毛竹浆的抄造性能．     

竹塑复合材料的冲击韧性

以高密度聚乙烯(HDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、竹浆纤维、竹造纸剩余物竹屑、白泥为试验原料,制造竹塑复合材料。采用基本断裂功(EWF)方法对竹屑/HDPE、白泥/竹屑/HDPE和竹浆纤维/竹屑/HDPE3种复合材料的冲击韧性进行了研究,比较了不同质量分数的竹屑、白泥、竹浆纤维对复合材料各性能参数的影响。结果表明:复合材料的比基本断裂功(we)随着竹屑和白泥的增加逐渐下降,随着竹浆纤维的增加显著提高;竹屑和竹浆纤维的质量分数对竹塑复合材料的比非基本断裂功(βwp)影响较小。     

竹纤维悬浮发泡浆料流变特性的研究

利用DV-Ⅲ ULTRA转子式流变仪对竹纤维悬浮发泡浆料的流变性质进行研究,分析影响纤维固液悬浮体、纤维三相发泡悬浮体流变性能的主要因素.结果表明:在试验测量范围内.纤维固液悬浮体和加入表面活性剂后形成的纤维三相发泡悬浮体均属于非牛顿流体中的塑性流体,其表观黏度对剪切速率的依赖性强,具剪切稀化现象.随着浆料浓度增高、纤...     

热处理对纤维化竹单板表面性能和微力学性能的影响

以炭化炉处理的毛竹纤维化单板为原料,系统地研究了不同热处理温度对纤维化竹单板的表面性能和微力学性能影响。结果显示,随着热处理温度的升高,纤维化竹单板的质量损失率增加,表面颜色加深,p H值和缓冲容量降低。热处理后纤维化竹单板的半纤维素降解,导致其综纤维素和α-纤维素质量分数分别降低了20.15%、35.94%,冷、热水抽提物和木质素相对质量分数分别增加了20.15%、27.39%和43.56%。傅立叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析结果进一步证明了半纤维素发生降解,多糖质量分数降低,木质素相对质量分数增加。微力学性能测试结果显示,热处理后纤维细胞和薄壁细胞的细胞壁弹性模量变化不显著,薄壁细胞的硬度增加了48.84%,使材料的硬度显著增加。     

烟草薄片原料萃取后的分析与分离研究

[目的]对萃取后的烟草薄片原料进行分析与分离研究.[方法]采用光学显微镜、扫描电镜（XEM）和X射线光电子能谱（xPS）等分析造纸法再造烟叶的烟草原料（烟梗、烟末和烟碎片）经过萃取后混合半料的细胞形态和表面元素,并研究后续分离过程.[结果]混合半料的结构疏松,制浆性能差;预处理可缩短打浆时间,明显改善半料成浆性能;配抄外加纤维后可满足工业生产要求.[结论]预处理可缩短打浆时间,明显改善半料成浆性能,提高成片质量,但不足以满足工业化连续生产,仍需添加外加纤维提高造纸法再造烟叶基片的物理性能才能满足生产要求.     

甘蔗渣化学浆模塑餐具成型工艺参数优选

对甘蔗渣化学浆模塑餐具成型工艺参数的选择进行了试验研究.结果表明,采用15°SR的打浆度、1.5 s的吸浆时间、78647 Pa的真空度,以及质量分数为0.4%的浆浓的工艺参数生产的600 mL餐盒绝干质量为20.41 g,湿坯含水率为75.42%,实际生产效果良好,而且湿坯脱模方便,热压时间短,能耗低,产品强度、均匀度高,外表美观.     

应用响应面分析法优化“一锅法”制备乙酰化纳米纤维素

以竹人纤浆为原料,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,采用机械力化学法制备纳米纤维素并同时进行乙酰化,探索一锅法制备乙酰化纳米纤维素(A-NCC)的较佳工艺,并应用响应面分析法对影响乙酰化纳米纤维素得率的4个主要因素进行优化.得到优化的较佳工艺条件为:球磨时间2 h、反应温度120℃、超声时间3 h、反应时间5 h,此时A-NCC的得率为42.76%.滴定法测得的A-NCC取代度在0.125~0.214之间,通过XRD和FTIR分析表明,机械力化学法制备得到的产物含特征官能团羰基,且结晶度较高.