芦苇乙醇蒸煮废液中降解聚糖的分离与应用技术研究

论文摘要

本论文采用芦苇两段逆流乙醇法制浆，一段蒸煮的粗浆得率为63.75%，细浆得率为60.77%；而二段蒸煮的粗浆得率为63.28%，细浆得率为59.20%。将一段蒸煮黑液提取的木素，与PVC为原料，制备PVC/木素复合材料，通过对PVC/木素复合材料力学性能的测试可知，随着木素用量的增加，PVC/木素复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度不断下降。设计10组提取方案提取一段蒸煮黑液中的半纤维素。然后通过紫外-溴乙酰法测定出10组半纤维素中木素的含量，从而得到半纤维素的纯度。综合比较提取纯度和提取量的多少，确定出最佳提取办法-碱处理法。通过对pH值和反应温度进行单变量实验，对反应条件进行优化，找到最佳提取工艺条件为：用10%的KOH溶液调节试样的pH值到12.30，控制温度在40℃，加入少量KBH4以保护半纤维素，反应时间为155min，提取纯度为84.96%。用自制的醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化改性半纤维素，通过对比改性前后半纤维素的红外光谱谱图，证实了半纤维素发生了醚化反应，半纤维素大分子链上具有季铵型基团。半纤维素经过醚化改性处理后，具有正电性，且水溶性增加。通过对针叶木浆和草浆抄造的纸页进行物理性能的分析，醚化改性后的半纤维素对针叶木浆的结合强度（包括耐破强度、抗张强度和耐折度）都有明显增强，而对浆料的撕裂强度增强幅度较小。对于草浆来说，醚化改性后的半纤维素对浆料的耐破强度、抗张强度和耐折强度不及撕裂强度明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 芦苇乙醇制浆概况
• 1.1.1 乙醇法制浆简介
• 1.1.1.1 自催化乙醇制浆法（Alcell 法）
• 1.1.1.2 酸催化乙醇制浆法
• 1.1.1.3 碱催化乙醇制浆法
• 1.1.1.4 NAEM-乙醇制浆法
• 1.1.2 国内外乙醇制浆的研究动态
• 1.1.3 乙醇制浆的特点
• 1.2 乙醇法制浆的溶剂回收及副产物利用
• 1.2.1 乙醇溶剂的回收
• 1.2.2 副产物乙醇木素的研究和利用
• 1.2.3 其他副产物的利用
• 1.3 木素
• 1.3.1 木素的结构与性能
• 1.3.2 木素的功能基
• 1.3.3 木素的红外光谱（IR 光谱）
• 1.3.4 木素的在塑料中的应用
• 1.4 半纤维素
• 1.4.1 半纤维素的化学组成及结构特性
• 1.4.2 半纤维素与木素、纤维素之间的连接
• 1.4.2.1 半纤维素与木素之间的连接
• 1.4.2.2 半纤维素与纤维素之间的连接
• 1.4.3 半纤维素的分离方法
• 1.4.3.1 从脱木素的原料中分离
• 1.4.3.2 碱性过氧化物法
• 1.4.4 半纤维素的化学改性
• 1.4.4.1 半纤维素的醚化改性
• 1.4.4.2 半纤维素的酯化改性
• 1.4.5 半纤维素的应用
• 1.4.5.1 在生物和医药上的应用
• 1.4.5.2 在造纸工业的应用
• 1.4.5.3 在其他工业上的应用
• 1.5 研究目的和意义
• 1.6 研究内容
• 1.7 独创性
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品以及仪器
• 2.1.1 实验原料与药品
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 二段蒸煮制浆
• 2.2.2 浆料的筛选
• 2.2.3 黑液固含量的测定
• 2.2.4 黑液灰分的定量与定性
• 2.2.4.1 定量
• 2.2.4.2 定性
• 2.2.5 黑液中木素的提取
• 2.2.6 木素的红外光谱分析
• 2.2.7 木素的扫描电镜分析
• 2.2.8 木素的应用—制备 PVC/木素复合材料及性能检测
• 2.2.9 半纤维素的提取
• 2.2.10 半纤维素醚化反应
• 2.2.10.1 醚化剂的制备
• 2.2.10.2 半纤维素的醚化
• 2.2.11 半纤维素的红外光谱分析
• 2.2.12 浆料的准备
• 2.2.13 纸张性能检测
• 2.2.13.1 抄片
• 2.2.13.2 物理强度性能检测
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 粗浆、细浆得率的计算与讨论
• 3.2 黑液固含量的测定
• 3.3 黑液中灰分的定量与定性
• 3.3.1 黑液中灰分的定量
• 3.3.2 黑液的定性
• 3.4 两段逆流蒸煮法提取木素的红外表征
• 3.5 两段逆流蒸煮法提取木素的扫描电镜分析
• 3.6 木素的应用—PVC/木素复合材料
• 3.6.1 PVC/木素复合材料的冲击性能
• 3.6.2 PVC/木素复合材料的拉伸性能
• 3.6.3 PVC/木素复合材料的弯曲性能
• 3.7 半纤维素的提取
• 3.7.1 半纤维素的提取方案
• 3.7.2 半纤维素的提取方案的优化
• 3.8 半纤维素的红外光谱
• 3.9 半纤维素用量对纸张性能的影响
• 3.9.1 半纤维素用量对针叶木浆纸张物理强度的影响
• 3.9.1.1 半纤维素加入量对针叶木浆耐破强度的影响
• 3.9.1.2 半纤维素加入量对针叶木浆抗张强度的影响
• 3.9.1.3 半纤维素加入量对针叶木浆撕裂强度的影响
• 3.9.1.4 半纤维素加入量对针叶木浆耐折度的影响
• 3.9.2 半纤维素用量对草浆纸张物理强度的影响
• 3.9.2.1 半纤维素加入量对草浆耐破强度的影响
• 3.9.2.2 半纤维素加入量对草浆抗张强度的影响
• 3.9.2.3 半纤维素加入量对草浆撕裂强度的影响
• 3.9.2.4 半纤维素加入量对草浆耐折强度的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢