簡(jiǎn)介:作者簡(jiǎn)介王香平,女,碩士研究生,主要從事造紙濕部化學(xué)與清潔生產(chǎn)方面的研究。3資助項(xiàng)目國家自然科學(xué)基金20776054資助課題。桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿的XPS和SEM分析3王香平何北海錢麗穎鄧永民華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510640摘要本文研究了經(jīng)堿性亞鈉法處理的桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿紙頁強(qiáng)度指標(biāo),并利用X射線光電子能譜XPS和掃描電子顯微鏡SEM技術(shù)分析了紙漿纖維的表面特征。結(jié)果表明,隨燒堿用量增加,桉木CTMP所抄紙頁強(qiáng)度得到提高,纖維表面O/C比有所增大,且C1峰面積減小,說明漿料隨處理用堿量增加,表面木素和抽提物含量降低,碳水化合物含量增加。SEM形貌圖也證明了纖維表面的變化情況。關(guān)鍵詞桉木化學(xué)熱磨機(jī)械漿堿性亞鈉法處理物理性能表面特征中圖分類號(hào)TS7491文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1671457120090120042204引言化學(xué)熱磨機(jī)械漿CTMP是在傳統(tǒng)的TMP基礎(chǔ)上發(fā)展起來的集化學(xué)處理和機(jī)械處理于一體的先進(jìn)高得率制漿方法之一。它具有得率高、環(huán)境污染少、投資省、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單等多種優(yōu)點(diǎn)1。在CTMP制漿中,沒有去除連接纖維束間的胞間層主要化學(xué)成分是木素,而且木素在胞間層的含量7080遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在纖維細(xì)胞壁的含量2030,使纖維分離不完全,纖維表面類似涂敷了一層疏水性的木素,如果有較多的木素在纖維表面,就會(huì)影響到氫鍵結(jié)合,纖維間的結(jié)合力就會(huì)降低,成紙結(jié)構(gòu)疏松,紙頁結(jié)合強(qiáng)度低等。現(xiàn)代分析手段和先進(jìn)儀器的進(jìn)步,為對(duì)纖維表面進(jìn)行更深入系統(tǒng)的研究提供了良好的條件。本文用X射線光電子能譜XPS和掃描電子顯微鏡SEM對(duì)經(jīng)堿性亞鈉法處理后的桉木CTMP纖維表面特征進(jìn)行研究,探討纖維表面不同木素含量與紙頁強(qiáng)度的關(guān)系。堿性亞鈉法的化學(xué)處理可以改善紙漿強(qiáng)度和表面特性,NAOH可以使紙漿纖維潤(rùn)漲軟化,能夠和木素反應(yīng)導(dǎo)致小分子量的木素溶出,提高制漿的物理強(qiáng)度指標(biāo)NA2SO3通過對(duì)木素的磺化作用,提高了化機(jī)漿纖維的親水性和柔韌性,使得磨漿過程相對(duì)容易,提高纖維的細(xì)纖維化。1實(shí)驗(yàn)11桉木CTMP漿料的制取桉木原料,取自廣東雷州林業(yè)局尾葉桉,桉木CTMP漿由華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的安德里茲中試系統(tǒng)制得。工藝條件NAOH2,NA2SO32,溫度100℃,保溫時(shí)間60MIN。磨漿條件CTMP漿料再用吉林造紙廠GNW300高濃磨漿機(jī)進(jìn)行兩段磨漿,磨漿間隙分別為03MM和01MM。12實(shí)驗(yàn)方法121堿性亞鈉法處理漿料每樣品取50G絕干桉木CTMP漿,按表1將漿料和化學(xué)藥品放入塑料袋密封進(jìn)行水浴處理,液比1∶7,為使藥液反應(yīng)均勻,每隔10MIN將塑料袋均勻捏一遍。表1堿性亞鈉法處理?xiàng)l件樣品編號(hào)水浴溫度/℃NAOH用量/NA2SO3用量/水浴處理時(shí)間/H1100015221005152310010152410020152122PFI打漿將已處理的漿料充分洗滌、解離、濃縮后進(jìn)行打24PAPERSCIENCEC1S峰面積減少,說明碳原子數(shù)減少,即O/C比增加和C1峰面積減小。表明桉木CTMP內(nèi)碳水化合物含量增加同時(shí)木素和抽提物含量減少。此結(jié)果與圖1結(jié)果相符合。表3桉木CTMP處理后XPS的O/C比和木素含量指標(biāo)編號(hào)組1組2組3組4燒堿用量/051020C1S峰面積/6041599859465912O1S峰面積/3959400240544088O/C065067068069表面木素濃度/3553331630242830漿料總木素含量/3217240123922247表面木素濃度計(jì)算公式3按照公式1計(jì)算表面木素濃度O/C紙頁O/C碳水化合物O/C木素O/C碳水化合物1001其中O/C木素取0333,O/C碳水化合物取0833。從表3知,表面木素濃度隨處理用堿量增加而減少,和總木素含量測(cè)定所反映出來的趨勢(shì)一致。說明XPS的測(cè)試結(jié)果與前面紙頁物理性能的分析結(jié)果是吻合的。另外,同一漿樣的表面木素濃度均比總木素含量高,得出漿料中木素大部分是分布在纖維表面,44PAPERSCIENCETECHNOLOGY2009VOL28NO1
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