甘油溶剂法制备纸浆和竹原纤维的性能研究

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本论文的主要研究内容是探索甘油溶剂法制浆的可行性,为开发一种新的有机溶剂制浆工艺提供基础数据和参考依据。同时,结合制浆造纸原理在竹纤维制备上的应用,利用甘油蒸煮法,经机械外力辅助作用下分离出竹原纤维。主要研究结果如下:1、利用单因素蒸煮实验方法,结合粗浆得率和细浆得率两个评价指标,可以得出杨木甘油法制浆的适宜工艺条件为:反应温度210℃,反应时间60min和反应液比1:8,在此条件下浆料的粗浆得率为75.9%,细浆得率为71.4%。2、杨木甘油法制浆木质素溶出率约为58.3%,木质素的较低溶出率使得杨木甘油法制浆具有较高的得率。木素的二次吸附现象同时引起浆料得率升高。3、在相同的时间范围内,杨木甘油溶剂浆打浆度的增幅大于RMP打浆度的增幅。杨木甘油溶剂浆更容易打浆。4、杨木甘油法制浆纤维满足抄纸要求,纤维长宽比以及扭结、卷曲程度均大于杨木RMP,甘油溶剂法浆赋予纤维良好的柔韧性和可塑性。5、在相当的打浆度下,杨木甘油浆的抗张指数比RMP高出309.2~397.7%,耐破指数高出20.8~61.3%,而甘油浆的松厚度比RMP低13.8~28.7%。6、杨木甘油溶剂法制浆前后纤维素的结晶度略有增大,甘油法制浆过程多作用于纤维素的非结晶区,纤维损伤小,强度大。7、由杨木甘油法制浆纤维电镜照片可知,纤维在打浆过程中受到了不同程度的挤压、搓揉等作用,增加了纤维的表面积,提高了纤维的柔韧性,有利于纤维间的结合,提高了成纸的强度。8、甘油蒸煮法制备竹原纤维的主要工艺过程是:竹子原料在甘油溶剂中高温受热,木质素溶入甘油,在机械摩擦的辅助外力下,纤维解离成丝。一次蒸煮分丝,获得竹子粗纤维;二次蒸煮分丝,获得竹原纤维,其得率范围在11.2~17.1%。9、甘油蒸煮法制得竹原纤维的长度范围为2.2~7.0cm,平均值为4.8cm,直径范围为16~82μm,平均值为43μm。其细度范围为8.7~20.3tex,细度平均值为13.8tex。10、甘油蒸煮法制得竹原纤维的断裂强度为1.9~3.6cN·(dtex)-1,断裂伸长率为3.9~5.8%,属于高强度低伸长型的脆性纤维。竹原纤维属于典型的纤维素Ι,其结晶度为65.3%。竹原纤维在标准状态下的回潮率为5.4%左右。竹原纤维经蒸煮处理后,其抗菌性能有所下降。
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