毛竹溶解漿預(yù)處理技術(shù)及其性能研究.pdf

1、目前，溶解漿行業(yè)存在資源短缺、市場價格波動較大及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，而我國地處世界竹子分布的中心產(chǎn)區(qū)，竹子種類、面積、蓄積、產(chǎn)量均居世界之首，有“竹子王國”之稱，因此以毛竹為原料，對其溶解漿制備工藝進(jìn)行研究和探索，對我國竹資源的高效利用和竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及減輕環(huán)境壓力有著重要的意義。
　　 本論文以浙江安吉5年生毛竹為原料，研究制備毛竹溶解漿的預(yù)處理技術(shù)，并對預(yù)水解工藝和硫酸鹽蒸煮工藝進(jìn)行探索。
　　 1.探索了毛竹制備溶解

2、漿的預(yù)水解規(guī)律
　　 首先，對本實驗采用的毛竹原料進(jìn)行化學(xué)成分分析，為研究預(yù)水解過程中毛竹原料各組分的保留效果提供依據(jù)。經(jīng)測定，本實驗用毛竹原料的纖維素含量為45.354％，聚戊糖含量為21.942％，灰分含量為1.057％，酸不溶木素含量為22.918％，熱水、1％NaOH、苯醇抽出物含量分別為6.052％、26.692％、7.096％。
　　 其次，以清水為預(yù)水解劑，對毛竹原料進(jìn)行預(yù)水解實驗，探討在不同的預(yù)水解溫度和

3、預(yù)水解時間條件下，預(yù)水解得率、廢液的pH及毛竹原料各組分保留率的變化，以達(dá)到在盡可能保留纖維素的前提下去除聚戊糖、灰分、木素等成分的目的，優(yōu)化預(yù)水解工藝。經(jīng)綜合分析得出較優(yōu)的預(yù)水解工藝條件為:液比1∶8、預(yù)水解溫度150℃，預(yù)水解時間120min。在此預(yù)水解工藝條件下，毛竹預(yù)水解得率為90.35％，廢液的pH值為3.85，預(yù)水解后半料的各組分含量為:纖維素48.33％、聚戊糖20.45％、酸不溶木素22.36％、灰分0.137％;各組分

4、保留率分別為:纖維素96.30％、聚戊糖88.22％、酸不溶木素88.13％、灰分11.71％。
　　 2.研究硫酸鹽法制備竹溶解漿的工藝與技術(shù)
　　 通過對蒸煮部分進(jìn)行正交及單因子補充實驗，研究得出較優(yōu)的硫酸鹽蒸煮工藝為:蒸煮溫度155℃、保溫時間60min、用堿量18％、硫化度25％，其余條件為液比1∶4、蒸煮起始溫度90℃、升溫速率4-5℃/10min。在此蒸煮工藝條件下制得的竹漿粕，其得率為31.36％、α-纖維

5、素含量為93.33％、卡伯值為21.07、平均聚合度為935、蒸煮后黑液的pH為12.33。此外，對該竹漿粕進(jìn)行主要化學(xué)成分測定，得到其纖維素含量92.98％、聚戊糖含量為8.12％、酸不溶木素含量為1.37％。
　　 3.研究了原料、預(yù)水解后半料及硫酸鹽蒸煮后竹漿粕的性能和特征
　　 采用掃描電鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FTIR)及X射線衍射(XRD)研究毛竹原料、預(yù)水解后半料以及蒸煮后竹漿粕的性能和特征。

6、　　 掃描電鏡(SEM)結(jié)果顯示:與預(yù)水解前原料的掃描電鏡(SEM)圖相比，預(yù)水解后半料纖維束表面的溝槽變得明顯，且外層纖維細(xì)胞表面出現(xiàn)了大量的孔洞，說明預(yù)水解過程中纖維細(xì)胞初生壁受到了破壞，從而提高了原料在蒸煮時的反應(yīng)能力;蒸煮后，毛竹原料完全解離成單根纖維，纖維表面顯露出微纖結(jié)構(gòu)。
　　 傅立葉紅外光譜(FTIR)結(jié)果顯示:預(yù)水解前后的紅外譜圖沒有發(fā)生較大變化，只在個別特征峰位置發(fā)生了一定變化，說明預(yù)水解后原料的主要成分及

7、含量沒有發(fā)生較大的變化;蒸煮后，竹漿粕的紅外譜圖較蒸煮前發(fā)生了較大變化，較多的半纖維素和木素的特征峰如1731.56cm-1，1633.43cm-1，1513.54cm-1，1463.09cm-1，1248.26cm-1，834.29cm-1消失，而一些纖維素特征峰如1318.67cm-1，1261.52cm-1出現(xiàn)，引起該現(xiàn)象的原因在于蒸煮過程中有較多半纖維素和木素被脫除。
　　 X射線衍射(XRD)結(jié)果顯示:預(yù)水解后，半料的