竹漿粕制漿工藝及其機(jī)理的研究.pdf

1、竹纖維是一種綠色環(huán)保纖維,具有天然的抗菌性以及良好的服用性。以竹纖維為原料進(jìn)行新型紡織纖維開發(fā),不僅開辟了纖維素纖維生產(chǎn)的新途徑,對解決我國天然纖維的短缺問題,提高紡織纖維生產(chǎn)技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量亦具有重要意義。論文以福建省資源豐富的毛竹、綠竹和麻竹為原料,研究竹材的預(yù)水解和蒸煮工藝,優(yōu)化預(yù)水解及預(yù)水解蒸煮工藝;探索竹材預(yù)水解機(jī)理和蒸煮機(jī)理,以期為發(fā)展竹纖維產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　 毛竹、綠竹和麻竹的纖維長度平均分別為2

2、.23mm、2.19mm和1.86mm。綠竹、麻竹、毛竹的纖維素含量分別為49.60％、46.61％、39.80％。毛竹、綠竹、麻竹的酸不溶木素含量分別為30.52％、23.12％、20.32％。毛竹、麻竹、綠竹的聚戊糖含量分別為21.32％、19.78％、17.45％。毛竹、綠竹和麻竹的纖維長度較長,纖維素含量均較高,均可作為制取竹漿粕的原料。比較三種竹材在抽出物含量、酸不溶木素和聚戊糖含量上的差異,綠竹的纖維素最高,聚戊糖含量最低,

3、木質(zhì)素含量最低,綜合各種因素,在綠竹、麻竹、毛竹三種竹材當(dāng)中,綠竹是制取竹漿粕的最好竹材。
　　 對毛竹、綠竹和麻竹三種竹子進(jìn)行預(yù)水解實驗,優(yōu)化預(yù)水解工藝。研究表明,毛竹最佳預(yù)水解工藝為:液比1:4,升溫速度7℃/10min,保溫時間90min,保溫溫度170℃;在此工藝條件下可得到得率75.44％,聚戊糖含量11.02％,纖維素含量53.46％的竹片。綠竹最佳預(yù)水解工藝為:液比1:3,升溫速度5℃/10min,保溫時間60mi

4、n,保溫溫度170℃;在此工藝條件下可得到得率79.62％,聚戊糖含量8.95％,纖維素含量60.30％的竹片。麻竹最佳預(yù)水解工藝為:液比1:3,升溫速度7℃/10min,保溫時間90min,保溫溫度170℃。在此工藝條件下可得到得率82.87％,聚戊糖含量10.21％,纖維素含量56.94％的竹片。
　　 預(yù)水解之后,進(jìn)行了毛竹、綠竹和麻竹硫酸鹽法蒸煮實驗,優(yōu)化了硫酸鹽法蒸煮工藝。毛竹最佳蒸煮工藝為:用堿量23％,硫化度23％

5、,液比1:4,升溫速度7℃/10min,保溫時間120min,保溫溫度170℃;在此工藝條件下可得到得率25.40％,kappa值6.24,聚戊糖含量5.04％,灰分0.25％,α-纖維素92.45％,粘度16.57.mPa.s的漿料。綠竹最佳蒸煮工藝為:用堿量23％,硫化度26％,液比1:4,升溫速度7℃/10min,保溫時間90min,保溫溫度170℃;在此工藝條件下可得到得率32.82％,kappa值5.53,聚戊糖含量4.35％

6、,灰分0.58％,α-纖維素93.27％,粘度17.45mPa.s的漿料。麻竹最佳蒸煮工藝為:用堿量23％,硫化度26％,液比1:3,升溫速度7℃/10min,保溫時間90min,保溫溫度170℃;在此工藝條件下可得到蒸煮得率29.63％,kappa值6.55,聚戊糖含量5.47％,灰分0.97％,α-纖維素91.42％,粘度25.63mPa.s的漿。
　　 研究了綠竹預(yù)水解以及硫酸鹽法蒸煮的機(jī)理。建立了綠竹預(yù)水解動力學(xué)反應(yīng)模型

7、,研究表明,綠竹預(yù)水解過程中,聚戊糖的溶出為一級反應(yīng)。保溫溫度為150℃、160℃、170℃、180℃時,反應(yīng)速率常數(shù)k值分別為0.00411h-1,0.00495h-1,0.00730h-1,0.00925h-1。SEM結(jié)果顯示,預(yù)水解可使竹材的結(jié)構(gòu)變得松散,細(xì)胞壁中半纖維素溶出為蒸煮液的滲透創(chuàng)造了有利條件。X射線衍射實驗結(jié)果表明,預(yù)水解提高了綠竹的結(jié)晶度,說明預(yù)水解過程中半纖維素的溶出使竹片中的纖維素含量提高。建立了硫酸鹽法脫木素過