论文题目: 三倍体毛白杨EMCC蒸煮和TCF漂白及其木素结构变化的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 制浆造纸工程
作者: 刘玉
导师: 詹怀宇,陈嘉川
关键词: 三倍体毛白杨,漂白,木素结构,核磁共振
文献来源: 华南理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 三倍体毛白杨是我国北方采用基因技术培育出的速生阔叶木树种。它生长周期短，并且具有材质好、纤维含量高、木素含量低、白度高等优点，是比较适宜的制浆工业新原料。本论文以三倍体毛白杨为研究对象，进行了常规（KP）和深度脱木素（EMCC）硫酸盐法蒸煮，以及KP和EMCC纸浆的OQP漂白工艺和机理的研究，为利用三倍体毛白杨生产高质量的化学浆提供技术和理论依据。 对三倍体毛白杨进行KP和EMCC蒸煮研究结果表明，三倍体毛白杨易于蒸煮，并且纸浆白度和得率都比较高。在最优工艺条件下，KP纸浆卡伯值为17.4，EMCC纸浆卡伯值降低到12.3。由于蒸煮过程中碱液浓度分布比较均匀，蒸煮废液中溶出物浓度比较低，EMCC蒸煮的最高温度比KP蒸煮降低了10℃，减少了碳水化合物的降解，而木素脱除率却得到大幅度提高，且几乎没有引起纸浆强度下降。相近卡伯值时，EMCC纸浆的白度和强度均高于KP纸浆。 对KP和EMCC纸浆进行以OQP为漂序的全无氯漂白的研究，在OQP漂白最优条件下，KP纸浆和EMCC纸浆的白度均超过80％ISO，并保持较高的强度。两者相比，漂白EMCC纸浆白度和物理强度略优于漂白KP纸浆。 KP和EMCC纸浆氧脱木素研究中，主要进行了用碱量、氧压和反应温度等主要影响因素对脱木素效果的研究和分析，确定了KP和EMCC纸浆氧脱木素的最佳工艺条件。研究表明，在氧脱木素后、过氧化氢漂白前对KP和EMCC纸浆进行螯合处理是必要的。螯合处理可以有效调节纸浆中过渡金属离子的分布，提高过氧化氢漂白的作用效果。在过氧化氢漂白的研究中，主要研究了过氧化氢用量、温度和时间对漂白效果的影响，确定了KP和EMCC纸浆过氧化氢漂白的最佳工艺条件为：浆浓10％，H2O2用量3％，MgSO4 0.1％，NaOH 1.5％，温度90℃，作用时间210min。 检测了杨木原料和各阶段KP和EMCC纸浆中酸不溶木素（Klason木素）和酸溶木素（UV木素）的含量。分析了蒸煮和漂白的木素脱除率，并对KP和EMCC两个系列进行比较。归纳了木素含量与纸浆卡伯值的关系。 采用酶解-弱酸解两段法从原料木片和各阶段KP和EMCC纸浆中分离出原料木素和纸浆残余木素试样，尤其是成功地从OQP漂白纸浆中分离得到了残余木素试样。采用酸析法得到粗的黑液溶出木素试样，并利用弱酸解法进行提纯，得到较纯净的溶出木素试样。将经过与未经过弱酸解的溶出木素试样进行比较表明，经过弱酸解的木素试样，得率和纯度都较高，木素试样更具有代表性。 通过凝胶渗透色谱对所有木素试样进行木素分子量分布的研究。结果表明，KP蒸煮和OQP漂白过程中，木素平均分子量减小，其中主要发生在蒸煮和氧脱木素两个阶段；过氧化氢漂白基本没有改变木素的平均分子量。在EMCC蒸煮
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 制浆造纸工业现状及发展前景
1.1.2 纤维资源结构状况
1.1.3 林纸一体化
1.2 三倍体毛白杨
1.2.1 三倍体毛白杨的主要优良特性及技术经济指标
1.2.2 木材构造与材性
1.2.3 木素结构红外光谱特征
1.2.4 三倍体毛白杨纸浆林种植情况
1.3 深度脱木素技术进展
1.3.1 深度脱木素原理
1.3.2 深度脱木素技术在连续蒸煮中的应用
1.4 低／无污染漂白技术进展
1.4.1 漂前浆中残余木素的脱除
1.4.2 ECF漂白技术
1.4.3 TCF漂白技术
1.4.4 OQP-TCF短漂序
1.4.5 生物技术在漂白中的应用
1.5 木素结构及其在制浆过程中变化的研究
1.5.1 木素
1.5.2 木素结构
1.5.3 木素结构分析
1.6 研究目的和主要研究内容
第二章 三倍体毛白杨KP和EMCC蒸煮的研究
2.1 原料和方法
2.1.1 原料
2.1.2 原料化学组成和纤维形态
2.1.3 蒸煮工艺研究
2.1.4 常规硫酸盐法蒸煮(KP)
2.1.5 深度脱木素硫酸盐法蒸煮(EMCC)
2.1.6 分析方法
2.2 结果与讨论
2.2.1 三倍体毛白杨化学组成
2.2.2 KP蒸煮工艺研究
2.2.3 EMCC蒸煮工艺研究
2.2.4 KP和EMCC蒸煮工艺比较
2.2.5 KP和EMCC蒸煮结果比较
2.2.6 KP和EMCC蒸煮所得纸浆性能比较
2.3 本章小结
第三章 三倍体毛白杨KP和EMCC纸浆TCF漂白的研究
3.1 原料和方法
3.1.1 硫酸盐法纸浆
3.1.2 氧脱木素
3.1.3 螯合处理
3.1.4 过氧化氢漂白
3.1.5 分析方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 KP纸浆氧脱木素正交实验研究
3.2.2 氧脱木素
3.2.3 螯合处理
3.2.4 过氧化氢漂白
3.2.5 OQP漂后KP纸浆和EMCC纸浆物理性能及其比较
3.3 本章小结
第四章 木素分离方法的研究
4.1 原料和方法
4.1.1 原料
4.1.2 原料和纸浆中木素含量
4.1.3 木素分离方法
4.1.4 分析检测
4.2 结果与讨论
4.2.1 原料和纸浆中木素含量
4.2.2 常用木素分离方法
4.2.3 本研究中采用的木素分离方法
4.3 本章小结
第五章 KP和EMCC蒸煮以及OQP漂白中木素分子量的变化
5.1 原料和方法
5.1.1 木素试样
5.1.2 木素样品的乙酰化
5.1.3 凝胶渗透色谱分析(GPC)
5.2 结果与讨论
5.2.1 木素分子量分布曲线
5.2.2 KP和EMCC系列中木素分子量分布及变化
5.2.3 KP和EMCC系列各阶段木素分子量分布及比较
5.2.4 木素分子量多分散性
5.2.5 弱酸水解提纯溶出木素对分子量的影响
5.3 本章小结
第六章 KP和EMCC蒸煮以及OQP漂白中木素结构变化的研究
6.1 原料与实验方法
6.1.1 木素试样
6.1.2 主要试剂
6.1.3 核磁共振波谱
6.2 结果与讨论
6.2.1 木素样品~1H-NMR谱图及分析
6.2.2 木素样品~(13)C-NMR谱图及分析
6.2.3木素样品~(31)P-NMR谱图及分析
6.2.4 木素结构分析
6.2.5 硫酸盐法蒸煮中木素结构变化
6.2.6 氧脱木素中纸浆残余木素结构的变化
6.2.7 过氧化氢漂白中纸浆木素结构的变化
6.2.8 弱酸水解提纯的溶出木素结构分析
6.3 本章小结
第七章 三倍体毛白杨与南方松纸浆中残余木素结构的比较
7.1 原料和方法
7.1.1 三倍体毛白杨木素试样
7.1.2 南方松纸浆试样
7.1.3 南方松纸浆过氧化氢漂白
7.1.4 南方松木素分离
7.1.5 ~(31)P-NMR核磁共振波谱
7.2 结果与讨论
7.2.1 南方松各段KP纸浆的性能及木素含量
7.2.2 南方松木素样品~(31)P-NMR谱图及分析
7.3 本章小结
第八章 三倍体毛白杨抽出物~(31)P-NMR的研究
8.1 原料和方法
8.1.1 原料
8.1.2 螯合处理和酸洗
8.1.3 酸洗涤
8.1.4 石油醚抽提
8.1.5 丙酮抽提
8.1.6 乙醇抽提
8.1.7 ~(31)P-NMR核磁共振谱图
8.2 结果与讨论
8.2.1 木粉中各抽出物的含量
8.2.2 各抽出物样品~(31)P-NMR谱图及分析
8.3 本章小结
结论
参考文献
在学期间发表与学位论文内容相关的学术论文
致谢
发布时间: 2006-10-18
参考文献
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- [2].粉单竹SCMP漂白中木素结构变化及生物酶改善漂白性能的研究[D]. 李兵云.华南理工大学2010
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