紙漿纖維TEMPO選擇性催化氧化及對其成紙質(zhì)量影響的研究.pdf

1、TEMPO-NaClO-NaBr催化氧化體系已經(jīng)成為當前紙漿氧化改性的研究熱點之一，國內(nèi)外科研工作者為將其應(yīng)用于實際工業(yè)生產(chǎn)中，開展了持續(xù)深入的研究。本文研究了TEMPO-NaClO-NaBr催化氧化體系氧化紙漿纖維的反應(yīng)機理，以提高氧化紙漿成紙強度性能為研究目的，優(yōu)化了氧化反應(yīng)條件，分別研究了氧化后紙漿在抄紙過程中添加Al2(SO4)3對紙張成紙濕強度的影響和在氧化漿中添加PEG對纖維保水值的影響。 通過對漂白硫酸鹽桉木漿紙漿

2、氧化前后醛基和羧基含量的變化，研究了漿濃、溫度、反應(yīng)時間、pH、TEMPO、NaBr和NaClO用量等因素對紙漿氧化反應(yīng)的影響，研究結(jié)果表明：紙漿纖維經(jīng)氧化后在纖維素伯羥基上較高效率的導入了醛基和羧基，在抄紙過程中纖維間醛基和羧基形成羧醛結(jié)合達到增強紙頁性能的目的。并得出了較佳的紙漿氧化處理條件為：漿濃5％、溫度為40℃、pH=9.5、TEMPO為0.1mmol/g絕干漿、NaBr為0.4mmol/g絕干漿NaClO用量為0.4mmol

3、/g絕干漿，反應(yīng)時間15min。在優(yōu)化條件下改性紙漿后，和對照漿相比，成紙干抗張強度提高25％左右，成紙濕抗張強度提高90％左右。同時耐破度可提高約37％，對撕裂度影響較小。同時研究結(jié)果表明，TEMPO催化氧化體系在氧化紙漿反應(yīng)過程中，具有高度的選擇性，同時由于天然纖維素的高結(jié)晶度，紙漿粘度變化幅度較低，有效的起到了避免了纖維的過度降解的作用，較大程度的保留了纖維本身的強度，避免了紙漿得率的降低。 通過對紙漿氧化前后的SEM掃描

4、照片研究發(fā)現(xiàn)，堿性條件下的TEMPO催化氧化反應(yīng)，可以去除纖維初生壁乃至部分次生壁的S1層。進一步提高了纖維外部細纖維化程度。 研究氧化紙漿在抄紙過程中添加Al2(SO4)3可以進一步有效提高手抄片的濕抗張強度。當氧化漿在抄紙過程中加入Al2(SO4)3時，濕抗張強度可進一步得到提高。當Al2(SO4)3用量在0～2％之間時，濕抗張強度測試的伸長率增加，因而濕抗張強度也得到提高。研究在氧化紙漿中添加PEG對纖維保水值的影響，試驗

5、結(jié)果顯示，添加了分子量分別為3350和8000的PEG，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后的，未經(jīng)氧化漿料的保水值，分別增加了59.6％和22.6％；氧化漿料的保水值增加了18.1％和3.0％。 論文研究中考慮了TEMPO-NaClO-NaBr催化氧化體系實際應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的實用性和可行性，其成果對科研工作者對紙漿氧化工藝和對不同原料紙漿纖維氧化進一步研究，以及對氧化紙漿與不同化學助劑復配使用效果的研究，提供了理論基礎(chǔ)和參考價值。研究結(jié)果表明TEM