簡介:作者簡介王香平,女,碩士研究生,主要從事造紙濕部化學與清潔生產(chǎn)方面的研究。3資助項目國家自然科學基金20776054資助課題。桉木化學熱磨機械漿的XPS和SEM分析3王香平何北海錢麗穎鄧永民華南理工大學制漿造紙工程國家重點實驗室,廣東廣州510640摘要本文研究了經(jīng)堿性亞鈉法處理的桉木化學熱磨機械漿紙頁強度指標,并利用X射線光電子能譜XPS和掃描電子顯微鏡SEM技術分析了紙漿纖維的表面特征。結果表明,隨燒堿用量增加,桉木CTMP所抄紙頁強度得到提高,纖維表面O/C比有所增大,且C1峰面積減小,說明漿料隨處理用堿量增加,表面木素和抽提物含量降低,碳水化合物含量增加。SEM形貌圖也證明了纖維表面的變化情況。關鍵詞桉木化學熱磨機械漿堿性亞鈉法處理物理性能表面特征中圖分類號TS7491文獻標識碼A文章編號1671457120090120042204引言化學熱磨機械漿CTMP是在傳統(tǒng)的TMP基礎上發(fā)展起來的集化學處理和機械處理于一體的先進高得率制漿方法之一。它具有得率高、環(huán)境污染少、投資省、工藝設備簡單等多種優(yōu)點1。在CTMP制漿中,沒有去除連接纖維束間的胞間層主要化學成分是木素,而且木素在胞間層的含量7080遠遠大于在纖維細胞壁的含量2030,使纖維分離不完全,纖維表面類似涂敷了一層疏水性的木素,如果有較多的木素在纖維表面,就會影響到氫鍵結合,纖維間的結合力就會降低,成紙結構疏松,紙頁結合強度低等。現(xiàn)代分析手段和先進儀器的進步,為對纖維表面進行更深入系統(tǒng)的研究提供了良好的條件。本文用X射線光電子能譜XPS和掃描電子顯微鏡SEM對經(jīng)堿性亞鈉法處理后的桉木CTMP纖維表面特征進行研究,探討纖維表面不同木素含量與紙頁強度的關系。堿性亞鈉法的化學處理可以改善紙漿強度和表面特性,NAOH可以使紙漿纖維潤漲軟化,能夠和木素反應導致小分子量的木素溶出,提高制漿的物理強度指標NA2SO3通過對木素的磺化作用,提高了化機漿纖維的親水性和柔韌性,使得磨漿過程相對容易,提高纖維的細纖維化。1實驗11桉木CTMP漿料的制取桉木原料,取自廣東雷州林業(yè)局尾葉桉,桉木CTMP漿由華南理工大學制漿造紙工程國家重點實驗室的安德里茲中試系統(tǒng)制得。工藝條件NAOH2,NA2SO32,溫度100℃,保溫時間60MIN。磨漿條件CTMP漿料再用吉林造紙廠GNW300高濃磨漿機進行兩段磨漿,磨漿間隙分別為03MM和01MM。12實驗方法121堿性亞鈉法處理漿料每樣品取50G絕干桉木CTMP漿,按表1將漿料和化學藥品放入塑料袋密封進行水浴處理,液比1∶7,為使藥液反應均勻,每隔10MIN將塑料袋均勻捏一遍。表1堿性亞鈉法處理條件樣品編號水浴溫度/℃NAOH用量/NA2SO3用量/水浴處理時間/H1100015221005152310010152410020152122PFI打漿將已處理的漿料充分洗滌、解離、濃縮后進行打24PAPERSCIENCEC1S峰面積減少,說明碳原子數(shù)減少,即O/C比增加和C1峰面積減小。表明桉木CTMP內碳水化合物含量增加同時木素和抽提物含量減少。此結果與圖1結果相符合。表3桉木CTMP處理后XPS的O/C比和木素含量指標編號組1組2組3組4燒堿用量/051020C1S峰面積/6041599859465912O1S峰面積/3959400240544088O/C065067068069表面木素濃度/3553331630242830漿料總木素含量/3217240123922247表面木素濃度計算公式3按照公式1計算表面木素濃度O/C紙頁O/C碳水化合物O/C木素O/C碳水化合物1001其中O/C木素取0333,O/C碳水化合物取0833。從表3知,表面木素濃度隨處理用堿量增加而減少,和總木素含量測定所反映出來的趨勢一致。說明XPS的測試結果與前面紙頁物理性能的分析結果是吻合的。另外,同一漿樣的表面木素濃度均比總木素含量高,得出漿料中木素大部分是分布在纖維表面,44PAPERSCIENCETECHNOLOGY2009VOL28NO1
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