尾叶桉木片硫酸盐法蒸煮浆及无元素氯化浆性研究

尾叶桉木片硫酸盐法蒸煮浆及无元素氯化浆性研究

桉树是一种速尿材料，来自澳大利亚。中国目前有110多种品种，种植在中国的广泛地区。这是目前广泛使用的造纸原料。雷州林业局是我国第一个人工种植桉树的单位之一。我们筛选了维护树、图根桉、柠檬桉和莱林1号等优良品种。平均密度为0.55g/cm3，纤维平均长度为0.85mm，纤维宽度为15m，壁面厚度为3.3.5m，细胞腔直径为5.8m，壁腔比为0.881.20，长度比为45.60。1%naoh提取物含量为13%16%，木素含量为25%左右，总纤维含量应为80%左右。一般5～10年的桉木,胸径10～20cm是造纸好原料,本实验对桉木片(以尾叶桉为主),进行了一系列制浆造纸性能的探索,具体包括以下几方面实验:硫酸盐法蒸煮、不含元素氯漂白工艺摸索、打浆并且与甘化浆板配抄成70g/m2的胶印书刊纸,要求达到A等的强度、白度及不透明度等技术指标要求。1硫酸盐制备实验1.1实验设备电热回转式蒸煮锅:容积为15L,最高表压800kPa,蒸煮最高温度175℃。1.2桉木蒸煮条件本次蒸煮采用硫酸盐法,目标值:桉木浆的卡伯值在25以下。根据文献周深桥等将5种桉木进行了蒸煮,得率47.0%-50.7%,粘度在840-940mL/g之间,高锰酸钾值约14,我们结合前期的小试情况,桉木蒸煮的条件定为:用碱量(Na2O计)18%,硫化度25%,液比1∶4,升温2h,保温1.5h,最高温度为168℃,120℃小放气。此次采用1kg绝干木片进行蒸煮,测定的卡伯值均偏高在25以上没达到预期的目标,经过三次调整,得到预期的效果,卡伯值为22.58,得率45.2%,最终工艺条件如下:用碱量(Na2O计)18%;硫化度25%;液比1∶4;升温1.75h;保温2.5h;最高温度168℃(120℃小放气)。蒸煮曲线如图1所示。2dqp漂化蒸煮后的浆要求用无元素氯漂白,达到80%ISO。本试验采用的漂白工艺是氧脱木素后,再进行DQP漂白。根据文献,郭三川等对2种桉木速生材硫酸盐浆进行漂白,ODQP漂白,其中一种速生桉木氧脱木素后卡伯值从24.8降到16.9,有效氯用量和H2O2用量均为2.5%,白度可达86.1%ISO。2.1氧气脱木素处理2.1.1u3000naoh、mgso4和装锅采用的设备是进口高压反应釜。氧脱木素条件为:浆浓10%;NaOH用量3%;MgSO4用量0.5%;氧压0.6MPa;温度95℃;时间75min;装锅量30g绝干浆/锅;药品用量对绝干浆(下同)。2.1.2氧气脱木素效果原浆为上述蒸煮后的浆,卡伯值25.58,水份75.82%,氧脱木素后平均卡伯值为9.58,卡伯值降低率57.57%。2.2dqp漂白工艺2.2.1基础条件:以初始ph值为基础2.5%;3.0%;3.5%;4.0%,其余条件不变。D段其余条件为:浆浓10%;终点pH值约3.5;温度70℃;时间45min;装袋量20g绝干浆/袋,经氧脱木素的浆洗涤后,装入塑料袋,在通风橱内进行二氧化氯漂白,用水浴锅恒温。2.2.2金属离子检测经二氧化氯漂白后的浆,洗涤后装入塑料袋,再用EDTA螯合剂进行螯合,减少金属离子的干扰,用水浴锅恒温,Q段漂白条件:浆浓10%;终点pH值约3.5;EDTA用量0.3%;温度70℃;时间30min;装袋量20g绝干浆/袋2.2.3浴锅里温度经过Q段后,浆料洗涤合装入塑料袋进行过氧化氢漂白,在水浴锅里恒温操作,P段漂白条件为:浆浓10%;NaOH用量1.5%;MgSO4用量0.05%;H2O2用量2.5%;温度90℃;时间210min;装袋量20g绝干浆/袋。2.2.4氧漂后加入大样、补种、传传统设备经过ODQP漂白后,用布氏漏斗抄片,让其自然风干,测定白度,并采用烘箱老化法进行返黄值(PC值)的测定,漂白结果如表1所示,从中选择适合的有效氯用量的漂白条件,再进行大样的漂白,用打浆抄纸做准备。从表1可以得出,漂白后浆的白度都大于85%ISO,达到预期的目标,但是当用氯量达到4.0%后,白度反而下降,PC值也较大,所以可以不考虑,用氯量为3.0%与3.5%,效果相差不大,但如果用量为2.5%,又考虑到打浆后白度的降低及返黄的程度,抄片后纸张的白度可能达不到80%ISO,所以此次用氯量选择3.0%,其余条件不变,作为漂白条件比较适合。3浆打浆试验将上述漂白经过ODQP四段漂白后的浆进行打浆试验,最终打浆度为35°SR,另外将甘化浆板也进行打浆,最终打浆度也为35°SR。3.1主缸条件和设备打浆条件为:浆浓1.57%,标准打浆,打浆仪为:瓦利打浆机,规格为23L。3.2白桉树砂浆试验将上述漂白后的桉木浆进行打浆,打浆结果如表2所示。前10min为疏解,疏解后加砣。3.3干化浆板纸浆打磨试验将甘化浆板进行打浆,打浆结果如表3所示。4胶印出版纸的主要技术指标打浆后将2种浆配抄定量为70g/m2的纸张,然后再测定纸张的物理性能,主要是探索桉木浆的抄片过程中的滤水性,要求纸张的质量达到70g/m2胶印书刊纸QB1211-1991规定的A等国产胶印书刊纸的强度、白度及不透明度等技术指标的要求。4.1由于纸页副本的模仿和配置条件选用德国Frank纸页成形器,配抄条件如表4所示。4.2结果表明，纸张页的性能将上述纸张进行物理性能的测定,测定结果如表5所示。4.3qb1211-1994胶印出版纸的主要技术指标100%的漂白桉木浆在抄造过程中的滤水性还是较好的,没有出现粘网现象,打浆后再抄片白度明显降低,只有81.3%,原浆白度为87.2%,比原浆降低6.76%,裂断长有6.14km,耐折度有310次,撕裂指数有9.04mN·m2/g,表现出良好的强度性能,但不透明度只有81.5%。如果要与甘化浆板配抄70g/m2的胶印书刊纸,QB1211-1991国产胶印书刊纸A等定量70g/m2胶印书刊纸的各项技术指标如下:白度为70%～75%,不透明度为82%,裂断长纵向3.5km,耐折度为5次。从表10的数据可以得出5#样可以达到并超过A等的强度、白度及不透明度等几项技术指标的要求。因为此次是手抄纸,没有进行施胶,也没进行压光,所以平滑度和施胶度,有待以后进一步研究。5不同稳定剂用量的瓦利打浆机注浆1)尾叶桉合适的蒸煮条件:用碱量(Na2O计)18%,硫化度25%,液比1∶4,升温1.75h;保温2.5h;最高温度168℃(120℃小放气),成浆卡伯值为22.58,得率45.2%。2)漂白采用ODQP四段漂,O段条件:浆浓10%;NaOH用量3%;MgSO4用量0.5%;氧压0.6MPa;温度95℃;时间75minD段条件:浆浓10%,终点pH值约3.5,温度70℃,时间45min,用氯量3.0%Q段条件:浆浓10%,终点pH值约3.5,EDTA用量0.3%,温度70℃,时间30minP段条件:浆浓10%NaOH用量1.5%,MgSO4用量0.05%,