人们对制浆过程中纤维素和木素的变化规律研究较多,但研究半纤维素吸附和蒸煮脱出规律的学者较少。半纤维素作为一种可再生资源,受到越来越多的关注。本论文研究制浆过程中半纤维素的吸附变化规律和半纤维素在制浆过程中的脱出规律,为半纤维素的回收和综合利用奠定基础,同时也为纤维素、木素和半纤维素的分离提供理论依据。本论文研究结果如下:(1)在蒸煮中半纤维的脱出可分为三个阶段:第一阶段是从开始加热升温到135℃,脱出的半纤维素以阿拉伯糖和半乳糖为主;第二阶段是从135℃直到保温段前20min,这一阶段,半纤维素碱性水解快,脱出量大。在保温20min时,纤维素原料中的半纤维素脱出量达到最大量,这部分脱出半纤维素以聚木糖为主,阿拉伯糖和半乳糖继续脱出;第三阶段是保温段20min以后到蒸煮结束,黑液中溶出的聚木糖结构可能发生变化,吸附到纤维原料上,而原料中的阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖继续脱出,脱出速率明显降低。(2)硫酸盐法杨木蒸煮,黑液中的半纤维素主要为聚葡萄糖甘露糖和4-O-Me-葡萄糖醛酸木糖、同时含有少量的半乳糖醛酸、L-阿拉伯糖和鼠李糖。提取的半纤维素中阿拉伯糖和鼠李糖占4.8%,半乳糖6.3%,葡萄糖9.0%,木糖和甘露糖75.2%,两种糖醛酸共占4.1%,还含有3.7%的酸溶木素。SEM电镜发现提取出的半纤维素成团状聚集在一起,每个半纤维素单体形状像杨桃一样,每个聚集体约含有40-60个单体半纤维素。(3)延长蒸煮保温时间,黑液中半纤维素量是先增加然后降低的,在保温20min时,黑液中半纤维素和聚木糖量都达到最大。继续延长保温时间,发现黑液中的聚木糖快速减少,这可能是木糖吸附到纤维素的表面或者与浆料表面残余木素形成新的LCC。实验发现,黑液中阿拉伯糖和半乳糖稳定性比聚木糖强。在保温80min以后,继续延长保温时间,黑液中的阿拉伯糖和半乳糖含量趋于一个稳定的状态。(4)对蒸煮终了的浆料进行洗涤,发现超声波处理可以显著增加半纤维素的洗出量,同时用碱性的洗涤液有助于浆料中甘露糖洗出。最好的洗涤体系为碱性的洗涤液并伴随超声波处理辅助,即采用2%氢氧化钠(Na OH)洗涤。洗涤中伴随着两次超声波处理,处理时间10min,超声波频率40Hz。