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四种相思树材硫酸盐法制浆性能研究

作　者: 邓拥军
导　师: 房桂干
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 林产化学加工工程
关键词: 相思树 木材材性 硫酸盐法制浆 含氯漂白 ECF漂白
分类号: TS743
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 54次
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内容摘要


论文研究了4种相思树木材(大叶相思Acacia auriculiformis Willd、马占相思Acacia mangium Willd ,厚荚相思Acacia crassicarpa ,纹荚相思Acacia aulacocarpa)主要与制浆有关的化学组成、纤维形态及基本密度等材性特征;同时,在材性研究的基础上,研究了它们的硫酸盐法制浆性能,提出了各自的硫酸盐法制浆适宜工艺条件;分别选用传统含氯漂白漂序和ECF漂白方法,对比了它们硫酸盐浆的漂白性能。旨在评价这四种木材硫酸法制浆和漂白纸浆的综合性能,为合理开发利用相思树纤维原料资源提供基础理论支撑。材性研究结果表明:厚荚相思与纹荚相思的抽出物含量较为接近,马占相思和大叶相思的抽出物含量差异不大,但是前两材种抽出物含量显著高于后者;马占相思和大叶相思综纤维素含量相近,但都高于厚荚相思与纹荚相思;它们的纤维形态没有显著的差别,纤维的平均长度在0.90～0.96mm之间,都属于较为优良木材纤维原料;厚荚相思木材的基本密度最大达0.58 g/cm3,其次为纹荚相思0.55 g/cm3,而大叶相思和马占相思材木材的基本密度相近,密度较小分别为0.47 g/cm3和0.48 g/cm3。硫酸盐法制浆性能研究结果显示:用碱量为16%(以Na2O计)蒸煮条件下,马占相思和大叶相思的Y/K(细浆得率/卡伯价)值最大达2.80,蒸煮性能最优,纹荚相思次之,Y/K值为2.52,厚荚相思的Y/K值为2.39,蒸煮性能最差。适宜条件制得的四种浆料经CEH漂白研究表明:总有效氯用量为4.62%时,大叶相思浆白度可达到77.9%ISO,漂白性能最优,马占相思浆与大叶相思浆的漂白性能相近,漂后纸浆的白度为77.5%ISO,纹荚相思漂后纸浆的白度为73.9%ISO,厚荚相思浆的白度为72.8%ISO,漂白性能最差;相近白度(77%ISO)纸浆的打浆性能研究结果显示:打浆度为45oSR,大叶相思漂白浆的抗张强度和耐破强度最优,马占相思和纹荚相思浆的抗张强度和耐破强度居中;厚荚相思浆的抗张强度和耐破强度最差。CEHD四段含氯漂白程序漂白研究显示:相同总有效氯用量为5.12%条件下,大叶相思浆的白度可达84.7%ISO,漂白性能最优;马占相思和纹荚相思浆的漂白性能相近,可分别漂至83.6%ISO和83.4%ISO;厚荚相思浆的白度为81.5%ISO,漂白性能最差;打浆性能研究表明:打浆度为45oSR时,大叶相思浆的抗张强度最优,达79.14N.m/g,马占相思和纹荚相思浆次之,抗张强度分别为75.43 N.m/g和73.25 N.m/g;厚荚相思浆的强度性能相对最差,抗张强度为69.27N.m/g。ECF漂白性能研究结果表明:四种纸浆经强化氧脱木质素(OEP)段处理后,大叶相思浆的残余木质素去除率最大,达50.3 %,马占相思浆和厚荚相思浆次之,纹荚相思浆料残余木质素去除率最小,为46.8 %,残余木质素最难脱出;采用OEPDP漂白程序漂白,ClO2用量为1.5%,H2O2用量1.5%条件下,大叶相思浆的白度可达到87.8%ISO,漂白性能最优,马占相思和纹荚相思次之,纸浆白度可分别达到87.1%ISO和85.9%ISO,厚荚相思浆的白度最低为85.6%ISO;打浆性能研究显示:相同的打浆度为45oSR时,大叶相思浆的强度性能最优,抗张强度可达到80.85N·m/g;其次为马占相思和纹荚相思浆,纸浆抗张强度可分别达到79.10N·m/g和77.14N·m/g;厚荚相思浆的抗张强度最差,纸浆的抗张强度为72.48 N·m/g。不同漂白方式漂白的研究表明:同一相思浆料经不同的漂白方式漂白,漂后浆的聚合度、白度、白度稳定性及强度性能存在较大的差异。采用ECF漂白方式,漂后纸浆的聚合度、白度、白度稳定性及强度性能最优,采用CEHD四段漂次之,采用CEH三段漂,漂得纸浆的聚合度、白度、白度稳定性及强度性能最差。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-16
第一章 绪论  16-34
  1.1 研究背景  16-18
  1.2 相思树原料资源及制浆现状  18-21
    1.2.1 资源状况  18-19
    1.2.2 材性特征  19-20
    1.2.3 制浆现状  20-21
  1.3 硫酸盐法制浆技术的研究进展  21-33
    1.3.1 蒸煮技术的进展  21-25
    1.3.2 漂白技术的研究进展  25-31
      1.3.2.1 传统含氯漂白工艺  25-26
      1.3.2.2 无元素氯漂白(ECF)工艺  26-28
      1.3.2.3 全无氯(TCF)漂白工艺  28-31
    1.3.3 我国漂白木浆生产现状  31-33
  1.4 研究的主要内容及目标  33
  1.5 研究目的和意义  33
  1.6 项目来源与经费支持  33
  1.7 研究技术路线  33-34
第二章 实验材料和方法  34-40
  2.1 试验用木材  34
  2.2 试验方法  34-40
    2.2.1 材性分析  34-35
      2.2.1 1 试样准备  34
      2.2.1.2 试验方法  34-35
    2.2.2 硫酸盐法蒸煮实验  35-36
      2.2.2 1 试样准备  35
      2.2.2.2 实验方法  35-36
        2.2.2.2 1 蒸煮试验  35
        2.2.2.2 2 筛选  35-36
    2.2.3 含氯漂白实验  36-37
      2.2.3.1 材料准备  36
      2.2.3.2 实验方法  36-37
        2.2.3.2.1 氯化段有效率用量的确定  36
        2.2.3.2.2 CEH 三段漂白  36-37
        2.2.3.2.3 CEHD 漂白  37
    2.2.4 无元素氯（ECF）漂白实验  37-38
      2.2.4.1 材料准备  37
      2.2.4 2 实验方法  37-38
        2.2.4.2.1 强化氧碱脱木素（OP）  37-38
        2.2.4.2.2 OPDP三段漂白  38
    2.2.5 纸浆性能检测  38-40
第三章 四种相思树纸浆材材性特征的比较研究  40-44
  3.1 材性特征  40-42
  3.2 结果与讨论  42-43
    3.2.1 原料的化学组分  42
    3.2.2 原料的纤维形态  42-43
    3.2.3 木材的基本密度  43
  3.3 本章小结  43-44
第四章 四种相思树硫酸盐法制浆性能的研究  44-62
  4.1 制浆工艺条件  44-45
  4.2 结果与讨论  45-61
    4.2.1 四种相思树制浆性能  45-56
      4.2.1.1 马占相思  45-48
      4.2.1.2 厚荚相思  48-50
      4.2.1.3 大叶相思  50-53
      4.2.1.4 纹荚相思  53-56
    4.2.2 四种相思树制浆性能的比较  56-61
      4.2.2.1 制浆得率的比较  56
      4.2.2.2 细浆得率/卡伯价(Y/K)值的比较  56-57
      4.2.2.3 筛渣率的比较  57-58
      4.2.2.4 物理强度性能的比较  58-60
      4.2.2.5 光学性能的比较  60-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章 相思树硫酸盐浆含氯漂剂漂白性能的研究  62-82
  5.1 含氯漂剂漂白性能  62-65
    5.1.1 氯化段有效率用量的确定  62-64
    5.1.2 CEH 三段漂白性能  64
    5.1.3 CEHD 四段漂白性能  64-65
  5.2 结果与讨论  65-80
    5.2.1 氯化段有效率用量的比较  65-66
    5.2.2 CEH 三段漂白性能比较  66-74
    5.2.3 CEHD 四段漂白性能比较  74-80
  5.3 本章小结  80-82
第六章 相思树硫酸盐浆无元素氯（ECF）漂白性能的研究  82-91
  6.1 ECF 漂白性能  82-83
    6.1.1 强化氧脱木素（OEP）  82-83
    6.1.2 O_(EP)DP 三段漂白  83
  6.2 结果与讨论  83-90
    6.2.1 强化氧碱脱木素（OEP）  83-84
    6.2.2 O_(EP)DP 漂白性能比较  84-90
  6.3 本章小结  90-91
第七章 不同漂白方式相思树硫酸盐浆漂白性能的比较  91-97
  7.1 不同漂白方式漂白性能的比较  91-95
    7.1.1 纸浆白度的比较  91-92
    7.1.2 聚合度的比较  92-93
    7.1.3 白度稳定性的比较  93
    7.1.4 强度性能的比较  93-95
  7.2 本章小结  95-97
第八章 总结论  97-100
  8.1 主要结论  97-99
  8.2 展望  99-100
参考文献  100-104
附录  104-117
  附录A  104-110
  附录B  110-115
  附录C  115-117
在读期间的学术研究  117-119
  1. 作者简介  117
  2. 攻读硕（博）士学位期间参加的科研项目  117-118
  3. 攻读学位期间所获得的科研成果  118
  4. 攻读硕（博）士学位期间发表论文情况  118-119
致谢  119

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 造纸工业 > 制浆工艺 > 制浆法
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