论文摘要
乙醇法制浆是溶剂法制浆的一种，具有投资小、得率高、副产物能有效利用等优点，并可彻底解决传统制浆的污染问题。本文选取芦苇为原料，探索了乙醇法制浆规律和特点，并系统地研究了乙醇法制浆废液的回收及利用。乙醇法制浆规律的探索以比较自催化乙醇法和过氧化氢催化乙醇法两种制浆工艺路线的方式进行。首先，研究成浆得率，制浆选择性，浆中残留木素，pH等因素随保温时间的变化规律，并用红外光谱分析了过氧化氢在乙醇法制浆过程中的作用。然后，为了更清晰了解乙醇法制浆木素脱出规律，利用SEM+EDAX分析了木素在细胞壁的微区分布。研究结果表明：乙醇法制浆，细胞壁木素脱出速率ML+P＞S1＞S3＞S2。在木素的各个脱出阶段，ML+P层的脱出速率远远大于其它三层。乙醇水溶液中加入H2O2，加速细胞壁中木素的脱除，而细浆得率下降较少。但H2O2的加入没有使纤维分离点所对应的保温时间提前。H2O2乙醇法制浆脱木素的反应为一级反应，反应仍然分为大量脱木素和残余脱木素两个阶段，与自催化乙醇法制浆相比，反应速率常数有所提高。制浆黑液首先采用酸析法将木素提取出来。然后，采用常压蒸馏法分离已提取出木素的乙醇法制浆废液，所得馏分用气相色谱进行定性和定量分析。检测结果显示，每生产一吨浆，自催化乙醇法制浆过程中可从制浆废液中回收4.50吨乙醇（乙醇回收率为69.6%），0.17吨木素（木素回收率为63.2%）及0.14吨甲酸；过氧化氢催化乙醇制浆过程可回收4.67吨乙醇（乙醇回收率为70.5%），0.21吨木素（木素回收率为68.7%）及0.18吨甲酸。本论文还研究了以（NH4）2S2O8和NaHSO3做引发剂，芦苇乙醇木素与丙烯酰胺的接枝共聚反应。采用正交实验研究了丙烯酰胺用量、引发剂用量、引发剂配比、反应温度、反应时间等因素对产率和接枝效率的影响规律，并对实验条件进行了优化。确定最优条件为：丙烯酰胺单体乙醇木素质量比1:1（质量比），引发剂用量为50mmol/L，引发剂摩尔配比4:1，反应温度80℃，反应时间4h。最优条件下所得产物的产率达到95%，接枝效率为90%。红外光谱分析证实了产物中接枝共聚物的存在，并且主要以醚键互相连接。在此基础上，对接枝共聚产物用作纸页增强剂的应用效果做了初步研究。研究表明：影响纸页强度性质最敏感的因素是单体用量，其次是引发剂用量;随着单体用量和引发剂用量的增加，纸页强度不断增大;经过条件优化后所得的接枝共聚产品可使纸页抗张指数提高18%，撕裂指数提高6%，耐破度提高20%。乙醇法制浆经济估算显示，本试验条件下，芦苇乙醇法制浆的产品价值还低于制浆成本，有待进一步的研究以提高乙醇法制浆黑液中各副产物的有效回收利用。