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蔗渣膨化法制浆抄造高强瓦楞纸的研究
杨崎峰宋海农许开绍宾飞王双飞
(广西大学造纸科学研究所,南宁, 530004)
摘要 对蔗渣膨化法制高得率浆进行了研究。试验结果表明,最佳膨化工艺
膨化处理使纤维在胞间层分离.不仅破坏了纤维的原有结构,而且改变了蔗渣
的化学组成。膨化法制浆耗用化学药品少,污染负荷比化学法制浆低。利用蔗
渣膨化浆抄造的瓦楞纸,其物理强度符合高强瓦楞纸的要求。
关键词 蔗渣;膨化法; 高得率; 低能耗
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目U 舌
造纸工业中遇到的能源供应不足,资源短缺和环境污染严重等问题越来越
突出,因此,高得宰、低能耗和少污染的制浆方法一直是造纸工作者研究的方
向。其中,爆破法制浆是当代高得率制浆研究的前沿课题Il】。国内外众多研究
结果表明,爆破法制浆具有高得率、高强度、低能耗和低污染等特点,是~种
报有前景的高得率制浆方法∞J。目前,国内外研究得最多的爆破工艺均属含
碱爆破工艺。见图l。该工艺的特点是将预浸药液和物料一起装入爆破反应器
中进行蒸煮,其弊端是由于碱的存在,在蒸煮过程中碳水化合物会发生碱性降
解,从而浆得率低,纸张强度差。为了避免这些问题,本研究选择了无碱爆破
工艺,见图2。本工艺在预浸完成后,先将物料洗涤至弱碱性,再进行膨化。
这样就有效地避免了碳水化合物的化学降解,浆得率高,纸张强度好,废液污
染负荷低。采用甘蔗渣为原料,其纤维比木材原料易于分离和软化,膨化难度
低HJ。利用这种膨化浆抄造瓦楞纸.符合高强瓦楞纸的要求。
l№Q型
I
匝碑匿p匾卜匝卜圆
圈1.含碱爆破工艺流程
圆
J
匝郾圈斗匿p匿扣豳卜匦蛩斗困
图2.无碱爆破工艺流程
1原料和实验方法
1.1 甘蔗渣 由广西南宁制糟造纸厂提供,其主要成分为纤维素48.71%,
Idason木素21.54%,聚戊糖25.88%,灰分0.87%,水分12.oo%。
1,2膨化设备为自行设计委托订制的铁质容器,体积3.OL。
(液比J:8),然后洗涤至弱碱性待用。将洗净的物料装入膨化器中并加热。
待升温至所需压力后保温一定时间,最后将物料膨化至接收器内。
1.4打浆和抄纸在PFI磨中打浆,用zQJ.B型纸页成型嚣抄片,按国家标
准方法测定纸页的物理性能。
1.5试样化学成分的测定采用常规方法嘲。
1.6电镜 日本日立S--570型扫描电子显微镜
1.7 x一光衍射日本理学Ragaha3150x一光衍射机。
1.8红外光谱分析美圜AnalectRFX-40型傅立叶变换红外光谱仪。
2结果与讨论
2,1膨化的影响因素
2.1.1预浸药剂浓度
软化剂。它能使纤维得到一定的软化和润胀,有利于膨化时纤维的内部细纤维
化和部分降解,提高纤维的柔软性和纤维间的结合力,从而提高纸页的强度
f“。结果表明,用于预浸的碱液体积一定时,其浓度越大(即用碱量越大),
纸页的裂断长、耐折度、撕裂和耐破指数提高。见表l。但是用碱量过大,纸
浆得率严重下降。本试验综合考虑得率和强度因素,认为最佳Na0H浓度为
2.1.2预浸时间
时间的长短对纸张物理性能的影响。由表l可知,在O-4h内.纸张裂断长、
耐折度、撕裂和耐破指数均随时间的增长而迅速增大,但浸泡时间超过4h后,
再延长浸泡时间其增幅不再明显。可见,最佳预浸时间为4h。
2.1.3膨化压力
膨化压力是影响膨化效果的最主要因素,压力对纸张物理性能的影响见表
1。由表可知,在压力O一1.6MPa的范围内,裂断长、耐折度、撕裂和耐破指
数均随压力的上升而增大,但膨化压力超过1.6MPa后,纸张物理强度明显下
降。这说明压力越高,膨化时纤维受损也越大,对纸张强度不利。所以选择
温时间10min,
·帅·
2.1.4保温时间
保温时间对纸张物理性能的影响见表1。由衷可知,适当的保温有利于提
高纸张的物理强度,但保温时问过长,纤维易发生碳化和热降解而使物理强度
佳保温时间为10min。
表l 预浸用碱量、预浸时间、膨化压力和保
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