超声波协同过氧化氢漂白蔗渣浆研究

论文摘要

本文研究超声波协同过氧化氢漂白蔗渣浆的各种影响因素,得出最佳漂白工艺条件,并通过使用X射线衍射、红外光谱和纤维分析仪等分析手段对漂白浆纤维超分子结构及功能基团进行微观研究,最后采用SEM电镜观察纤维经过超声波处理前后的形态变化,探讨超声波协同过氧化氢漂白机理。研究结果如下:1、最佳蔗渣浆的漂白流程为:未漂蔗渣浆◇US预处理◇O2漂白◇A,Q处理◇US/H2O2漂白。2、最佳US/H2O2漂白工艺为:初始NaOH浓度2.0g/l,初始H2O2浓度3.6g/l,浆浓3%,漂白温度75℃,US作用时间40min,总漂白时间90min,MgSO4用量0.05%,Na2SiO3用量3%。3、在最佳工艺条件下,US/H2O2漂白浆与H2O2漂白浆相比,前者白度较后者提高4%ISO左右。4、X射线衍射、红外光谱和纤维分析仪分析表明,超声波处理对蔗渣纤维素纤维超分子结构影响不大,纤维素仍呈纤维素Ⅰ,纤维素的结晶度及红外光谱特征吸收峰都无明显变化,纤维素纤维的平均长度也无明显变化。5、通过SEM电镜观察纤维素研究机理表明,超声波协同过氧化氢漂白的协同效应主要是物理力学机制和化学力学机制共同作用的结果。蔗渣纤维在超声波作用下,纤维次生壁S1和S2层受到不同程度的破坏,次生壁外层S1层以片状或膜状脱除,纤维表面暴露出更多次生壁S2层,有利于纤维素纤维的进一步润胀和细纤维化。纤维素纤维的这种形态变化促进了纤维素对漂白液的可及程度,加快了漂白液渗透速度,从而提高漂白反应速率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 超声波与声化学的基本原理与研究进展
• 1.2.1 超声波的作用原理与声空化
• 1.2.2 超声波在化学化工中应用及其发展
• 1.2.3 超声波在纤维素科学领域中的应用及研究现状
• 1.3 超声波协同过氧化氢漂白的研究及应用
• 1.3.1 超声波漂白机理
• 1.3.2 超声波协同过氧化氢的应用
• 1.4 本课题的研究目的和意义
• 第二章 超声波协同过氧化氢漂白蔗渣浆工艺探索
• 2.1 实验原材料及方法
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 实验仪器设备
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2O₂漂白条件对纸张物理性能的影响'>2.2.1 US/H₂O₂漂白条件对纸张物理性能的影响
• 2O₂漂白工艺的确定'>2.3 最佳US/H₂O₂漂白工艺的确定
• 2.4 验证实验
• 2.4.1 实验材料和药品
• 2.4.2 实验仪器设备
• 2.4.3 验证实验的实验方法
• 2.4.4 验证实验结果与讨论
• 2O₂漂白蔗渣浆的微观研究'>第三章 US/H₂O₂漂白蔗渣浆的微观研究
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验方法
• 2O₂漂白浆的X-射线衍射分析'>3.2 US/H₂O₂漂白浆的X-射线衍射分析
• 2O₂漂白浆的红外光谱分析'>3.3 US/H₂O₂漂白浆的红外光谱分析
• 2O₂漂白浆的纤维分析'>3.4 US/H₂O₂漂白浆的纤维分析
• 3.4.1 植物纤维形态测定方法
• 3.4.2 KajaaniFS300纤维测量仪工作原理
• 3.4.3 纤维长度定义及计算方法
• 3.4.5 KajaaniFS300纤维分析仪测量值与传统方法测量值的比较
• 3.4.6 用KajaaniFS300纤维测量仪测定纤维长度及分析
• 第四章 超声波协同过氧化氢漂白机理研究
• 4.1 超声波的基本性质
• 4.1.1 描述超声波的基本物理参数
• 4.1.2 描述超声空化的常用术语
• 4.1.3 影响超声空化的各种物理参数
• 4.2 扫描电子显微镜观察
• 4.2.1 实验原料与设备
• 4.2.2 纤维形态电镜图片观察和分析
• 4.3 超声波处理对纤维形态结构的影响及其作用机理
• 4.3.1 超声波声空化对纤维物理作用机理
• 4.3.2 超声波处理对纤维素化学作用机理
• 第五章 结论
• 主要的参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文