CN107653723A - 一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 - Google Patents
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107653723A CN107653723A CN201710809703.2A CN201710809703A CN107653723A CN 107653723 A CN107653723 A CN 107653723A CN 201710809703 A CN201710809703 A CN 201710809703A CN 107653723 A CN107653723 A CN 107653723A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slurry
- pulp
- chemi
- mechanical pulp
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/30—Defibrating by other means
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:⑴浆料准备;⑵浆料的浓缩;⑶制备碱处理后浆液;⑷制备浆料悬浮液;⑸氧化反应;⑹加入NaClO溶液;⑺终止反应;⑻洗涤;⑼均质;⑽将纤维素微纳米纤丝添加到纸浆原料悬浮液中,即可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度。本方法利用化学机械浆的原料适用性较好,制浆得率高,污染负荷低等优点来代替漂白化学浆用于制备纤维素微纳米纤丝,并用于增强纸张的物理强度性能,降低生产成本,为后续的加工利用或生产高附加值产品提供原料基础,拓展化学机械浆的应用领域和范围。
Description
技术领域
本发明属于制浆造纸与生物质资源利用相结合的技术领域,尤其是一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法。
背景技术
随着世界各国对环境问题的日益关注以及煤、石油、天然气等不可再生资源的日渐衰竭,天然可再生资源的开发利用越来越引起人们的高度重视。生物质资源是一种储量丰富的天然可再生自然资源,具有来源广、用途广等特点。生物质资源包括纤维素、半纤维素、木素、甲壳素、壳聚糖等,这些物质从组分角度来讲,通常具有多样化、结构独特等特点,而且它们自身具有很好的生物相容性和可降解性,通过物理、生物或者化学的方法进行改性可以将其应用到不同的领域。
纤维素是地球上含量最丰富的可再生天然高分子聚合物,它主要来自绿色植物,全世界的绿色植物通过光合作用每年生产的纤维素高达1500亿吨,具有生物相容性、生物可降解性、价格低廉、储量丰富等特点。由于纤维素材料本身无毒、抗水能力较强且纤维素可以呈现出球状、粉状、片状、膜状以及溶液状等不同的形式,使得纤维素作为基质材料的潜在应用范围非常广泛。而从天然纤维素中制备的纤维素微纳米纤丝由于具有较高的结晶度、高杨氏模量、高强度、高纯度、高透明性等特点以及具有天然纤维素轻质、可降解性、生物相容性以及可再生等特性,在造纸、建筑、汽车、食品、化妆品、电子产品、医学等领域有着巨大的应用前景。就目前而言,用于制备纤维素微纳米纤丝的原料多为漂白化学浆。但是,漂白化学浆得率较低、生产成本较高,且在化学法制浆过程(蒸煮和漂白工段)中对环境的负面影响压力较大。相反地,化学机械浆相比于化学浆的得率更高,设备投资较少,工艺灵活,对环保的压力较小,原料来源更为广泛(可充分利用其它制浆方法不宜使用或较少使用的阔叶木、农业秸秆、家具边角料、枝丫材等,在降低生产成本的同时可以生产满足某些产品性能的纸浆),而且化学机械浆的松厚度、光散射系数和不透明度均较高,能赋予纸张优良的挺度和松厚度等性能,但是其强度性能有所降低。利用化学机械浆来替代漂白化学浆进行纤维素微纳米纤丝的制备并将其用于增强纸张的物理强度,不仅有利于拓展化学机械浆的应用范围和提升经济价值,而且有利于生物质资源的高效利用和环境保护。
目前,尚未发现有关利用化学机械浆制备纤维素微纤丝并用于增强纸张物理强度的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,该方法利用化学机械浆的原料适用性较好,制浆得率高,污染负荷低等优点来代替漂白化学浆用于制备纤维素微纳米纤丝,并用于增强纸张的物理强度性能,该方法可以降低纤维素微纳米纤丝的生产成本,并为后续的加工利用或生产高附加值产品提供原料基础,同时拓展化学机械浆的应用领域和范围。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:
⑴浆料准备:将化学机械浆商品浆板置于水中浸泡4小时,浸泡时质量浓度控制在4%~10%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在2%~3%;
⑵浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在15%~30%之间,并置于低温条件2~10℃下储存以便后续使用;
⑶稀释处理:称取浓缩浆料加水稀释配制成质量浓度为0.5%~5.0%,得浆料悬浮液;
⑷将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为8.0~13.0,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在3~15℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%(质量分数),NaBr用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的10.0%~40.0%(质量分数);
⑸将NaClO溶液在反应总时间的1/3~1/2时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为1.0~10g/g绝干化学机械浆商品浆板原料;
⑹待反应到达15~60min后,向反应体系中加入100~220%的甲醇以终止反应,并调节pH为5.0~10.0;
其中,所述甲醇的添加量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的100~220%(质量分数);
⑺收集经过步骤(6)氧化处理后的浆料并洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温2~10℃环境下储存以便后续使用;
⑻将步骤(7)处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
⑼将经过高压均质后的纤维素微纳米纤丝添加到纸浆原料悬浮液中,添加比例根据纸张性能要求进行选择,即可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度。
而且,所述步骤⑵的浓缩浆料还经过如下处理后再进行稀释处理:
浆料的碱处理:称取浓缩浆料用疏解机将其分散为浆料悬浮液,调节浆料悬浮液的质量浓度为5%~10%,然后放入反应釜内,加入NaOH溶液和H2O2溶液,搅拌以使药液和浆料均匀接触,时间为20~240min,该处理过程中控制碱处理温度为45~95℃,碱处理后充分洗涤浆料至pH呈中性,并抽滤脱水,控制浆料的质量浓度在10%~20%,得碱处理后浆料;
其中,所述NaOH的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~20.0%(质量分数),所述H2O2的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%(质量分数);
或者进行磨浆处理,即称取浓缩浆料用磨浆机进行磨浆处理,磨浆过程中浆料的质量浓度控制在5%~20%,通过控制磨盘间隙和磨浆能耗控制浆料的打浆程度,然后收集磨浆后的浆料,抽滤脱水以达到浓缩的目的,得磨浆后的浆料悬浮液,并置于低温条件2~10℃下储存以便后续使用;
或者将碱处理与磨浆处理相结合来处理浆料,得碱处理结合磨浆处理后的浆料;
所述磨浆后的浆料悬浮液、碱处理结合磨浆处理后的浆料的打浆度为30~90°SR。
而且,所述步骤⑴中化学机械浆商品浆板的干度等于或大于20%质量分数。
而且,所述步骤(8)中高压均质机的均质处理次数为5~30,高压均质机的压力为30-100MPa。
而且,所述纸浆原料为化学机械浆。
而且,所述化学机械浆为化学热磨机械浆或漂白化学热磨机械浆、碱性过氧化氢机械浆、温和预处理和盘磨化学处理的碱性过氧化氢机械浆。
本发明取得的优点和积极效果是:
1、本方法利用化学机械浆的原料适用性较好,制浆得率高,污染负荷低等优点来代替漂白化学浆用于制备纤维素微纳米纤丝,并用于增强纸张的物理强度性能,该方法可以降低纤维素微纳米纤丝的生产成本,并为后续的加工利用或生产高附加值产品提供原料基础,同时拓展化学机械浆的应用领域和范围。
2、本发明方法借助氧化法处理化学机械浆制备纤维素微纳米纤丝并加入到浆中进行配抄成纸,纸张的物理强度有明显的增强,该方法可为后续的加工利用或生产具有高附加值产品提供原料基础,该方法清洁,操作简单、方便,成本合理。
3、本发明方法充分实现了化学机械浆的有效利用,不仅可以合理利用木材资源,也减轻了对环境保护的压力,降低了生产成本,是利国利民、符合国家可持续发展战略和迫在眉睫的方法,对我国国民经济的发展、清洁生产以及环境保护都具有重要意义。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进一步说明;下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料,如无特殊说明,均为常规的市售产品;本发明中所使用的方法,如无特殊说明,均为本领域的常规方法。
本发明中纸浆原料可以为化学机械浆,包括:化学热磨机械浆(CTMP)、碱性过氧化氢机械浆(APMP)、温和预处理和盘磨化学处理的碱性过氧化氢机械浆(P-RCAPMP)、漂白化学热磨机械浆(BCTMP)等。
实施例1
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:
⑴浆料准备:将杨木P-RCAPMP浆商品浆板置于水中浸泡4小时(其中,需要浸泡的浆板是指干度等于或大于20%质量分数者),浸泡时质量浓度控制在4%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在3%;
⑵杨木P-RCAPMP浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在20%,并置于低温(4℃)下储存以便后续使用;
⑶浆料的碱处理:称取浓缩后的杨木P-RCAPMP浆料用疏解机将其分散为浆料悬浮液,调节浆液质量浓度为10%,然后放入反应釜内,加入NaOH溶液和H2O2溶液,搅拌以使药液和浆料均匀接触,时间为60min,该处理过程中控制碱处理温度为70℃,碱处理后充分洗涤浆料至pH呈中性(pH 7.0左右),并抽滤脱水,控制浆料的质量浓度在10%~20%,得碱处理后浆料;
其中,所述NaOH的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~20.0%(质量分数),所述H2O2的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%(质量分数);
⑷称取一定质量的步骤⑶处理后的浆料,加水稀释配制成质量浓度为1.0%的纸浆悬浮液,得浆料悬浮液;
⑸将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为10左右,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在4~6℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%(质量分数),NaBr用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的10.0%~40.0%(质量分数);
⑹将NaClO溶液在反应总时间的1/3时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为1.0~10g/g绝干杨木P-RCAPMP浆商品浆板原料;
⑺待反应到达60min时,向反应体系中加入100~220%(质量分数)的甲醇以终止反应,并调节pH为7.0;
其中,所述甲醇的添加量为杨木P-RCAPMP浆商品浆板的绝干质量的100~220%(质量分数)
⑻收集经过氧化处理的浆料并进行洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温4℃环境下储存以便后续使用;
⑼将步骤(8)处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
⑽在化学机械浆与针叶木硫酸盐浆混合浆料(配抄比例为3:7;化学机械浆的打浆度为42±1°SR,针叶木硫酸盐浆的打浆度为42±1°SR)中加入5.0%(相对于混合浆料的绝干质量)的上述制备的纤维素微纳米纤丝,抄造,然后检测纸张的物理性能。
检测结果:未加入纤维素微纳米纤丝的纸张的物理强度(空白样)分别为:耐破指数3.58kPa·m2/g,抗张指数52.8N·m/g,松厚度1.95cm3/g,白度77.39%ISO。添加了纤维素微纳米纤丝后,所得纸张的物理强度性能为:耐破指数3.82kPa·m2/g,相对于空白样提高了6.7%;抗张指数55.6N·m/g,相对于空白样提高了5.3%;松厚度1.91cm3/g,相对于空白样降低了2.1%;白度76.63%ISO,相对于空白样降低了1.0%。
实施例2
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:
⑴浆料准备:将杨木BCTMP浆商品浆板置于水中浸泡4小时(其中,需要浸泡的浆板是指干度等于或大于20%质量分数者),浸泡时质量浓度控制在6%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在2%;
⑵杨木BCTMP浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在20%,并于低温条件(4℃)下储存以便后续使用;
(3)称取一定质量的步骤⑵处理后的浆料,加水稀释配制成质量浓度为1.0%,得浆料悬浮液;
(4)将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为10左右,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在4~6℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为杨木BCTMP浆商品浆板的绝干质量的1.6%(质量分数),NaBr用量为杨木BCTMP浆商品浆板的绝干质量的31.8%(质量分数);
(5)将NaClO溶液在反应总时间的1/3时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为2.44g/g绝干杨木BCTMP浆商品浆板原料;
(6)待反应到达15min时,向反应体系中加入198%(质量分数)的甲醇以终止反应,并调节pH为7.0;
其中,所述甲醇的添加量为杨木BCTMP浆商品浆板的绝干质量的198%(质量分数);
(7)收集经过氧化处理的浆料并进行洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温4℃环境下储存以便后续使用;
(8)将步骤(7)处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
(9)在化学机械浆与针叶木硫酸盐浆混合浆料(配抄比例为3:7;化学机械浆的打浆度为42±1°SR,针叶木硫酸盐浆的打浆度为42±1°SR)中加入5.0%(相对于混合浆料的绝干质量)的上述制备的纤维素微纳米纤丝,抄造,然后检测纸张的物理性能。
检测结果:
未加入纤维素微纳米纤丝的纸张的物理强度(空白样)分别为:耐破指数3.58kPa·m2/g,抗张指数52.8N·m/g,松厚度1.95cm3/g,白度77.39%ISO。添加了纤维素微纳米纤丝后,所得纸张的物理强度性能为:耐破指数3.87kPa·m2/g,相对于空白样提高了8.1%;抗张指数54.6N·m/g,相对于空白样提高了3.4%;松厚度1.91cm3/g,相对于空白样降低了2.1%;白度71.93%ISO,相对于空白样降低了7.6%。
实施例3
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:
⑴浆料准备:将干的桉木P-RCAPMP浆商品浆板置于水中浸泡4小时(其中,需要浸泡的浆板是指干度等于或大于20%质量分数者),浸泡时质量浓度控制在8%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在3%;
⑵桉木P-RCAPMP浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在30%,并置于低温条件4℃下储存以便后续使用;
(3)称取一定质量的步骤⑵处理后的浆料,加水稀释配制成质量浓度为1.0%,得浆料悬浮液;
(4)将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为10左右,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在4~6℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为桉木P-RC APMP浆商品浆板的绝干质量的1.6%(质量分数),NaBr用量为桉木P-RCAPMP浆商品浆板的绝干质量的31.8%(质量分数);
(5)将NaClO溶液在反应总时间的1/3时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为2.44g/g绝干桉木P-RCAPMP浆商品浆板原料;
(6)待反应到达30min时,向反应体系中加入198%(质量分数)的甲醇以终止反应,并调节pH为7.0;
其中,所述甲醇的添加量为桉木P-RCAPMP浆商品浆板的绝干质量的198%(质量分数);
(7)收集经过氧化处理的浆料并进行洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温4℃环境下储存以便后续使用;
(8)将步骤(7)处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
(9)在化学机械浆与针叶木硫酸盐浆混合浆料(配抄比例为3:7;化学机械浆的打浆度为42±1°SR,针叶木硫酸盐浆的打浆度为42±1°SR)中加入5.0%(相对于混合浆料的绝干质量)的上述制备的纤维素微纳米纤丝,抄造,然后检测纸张的物理性能。
检测结果:
未加入纤维素微纳米纤丝的纸张的物理强度(空白样)分别为:耐破指数3.58kPa·m2/g,抗张指数52.8N·m/g,松厚度1.95cm3/g,白度77.39%ISO。添加了纤维素微纳米纤丝后,所得纸张的物理强度性能为:耐破指数3.81kPa·m2/g,相对于空白样提高了6.4%;抗张指数55.6N·m/g,相对于空白样提高了5.3%;松厚度1.91cm3/g相对于空白样降低了2.1%;白度73.47%ISO相对于空白样降低了5.3%。
实施例4
一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,步骤如下:
⑴浆料准备:将干的杨木APMP浆商品浆板置于水中浸泡4小时(其中,需要浸泡的浆板是指干度等于或大于20%质量分数者),浸泡时质量浓度控制在10%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在3%;
⑵杨木APMP浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在30%,并置于低温条件4℃下储存以便后续使用;
(3)浆料的磨浆处理,即称取浓缩的杨木APMP浆料用磨浆机进行磨浆处理,磨浆过程中浆料的质量浓度控制在5%~20%,通过控制磨盘间隙和磨浆能耗控制浆料的打浆程度,然后收集磨浆后的浆料,抽滤脱水以达到浓缩的目的,得磨浆后的浆料悬浮液,并置于低温条件4℃下储存以便后续使用;
其中,所述磨浆处理后的浆料的打浆度为(65±1)°SR;
(4)称取一定质量的步骤(3)处理后的浆料,加水稀释配制成质量浓度为1.0%,得浆料悬浮液;
(5)将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为10左右,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在4~6℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%(质量分数),NaBr用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的10.0%~40.0%(质量分数);
(6)将NaClO溶液在反应总时间的1/3时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为1.0~10g/g绝干杨木APMP浆商品浆板原料;
(7)待反应到达60min时,向反应体系中加入100~220%(质量分数)的甲醇以终止反应,并调节pH为7.0;
其中,所述甲醇的添加量为杨木APMP浆商品浆板的绝干质量的100~220%(质量分数);
(8)收集经过氧化处理的浆料并进行洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温4℃环境下储存以便后续使用;
(9)将步骤(8)处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
(10)在化学机械浆与针叶木硫酸盐浆混合浆料(配抄比例为3:7;化学机械浆的打浆度为42±1°SR,针叶木硫酸盐浆的打浆度为42±1°SR)中加入5.0%(相对于混合浆料的绝干质量)的上述制备的纤维素微纳米纤丝,抄造,然后检测纸张的物理性能。
检测结果:
未加入纤维素微纳米纤丝的纸张的物理强度(空白样)分别为:耐破指数3.58kPa·m2/g,抗张指数52.8N·m/g,松厚度1.95cm3/g,白度77.39%ISO。添加了纤维素微纳米纤丝后,所得纸张的物理强度性能为:耐破指数4.24kPa·m2/g,相对于空白样提高了18.4%;抗张指数57.9N·m/g,相对于空白样提高了9.7%;松厚度1.87cm3/g,相对于空白样降低了4.28%;白度73.54%ISO,相对于空白样降低了5.24%。
Claims (6)
1.一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:步骤如下:
⑴浆料准备:将化学机械浆商品浆板置于水中浸泡4小时,浸泡时质量浓度控制在4%~10%,然后利用疏解机进行解离处理以分散纤维,解离后的浆料悬浮液的质量浓度控制在2%~3%;
⑵浆料的浓缩:将解离后的浆料悬浮液通过抽滤脱水,达到浓缩的目的,得浓缩浆料,质量浓度控制在15%~30%之间,并置于低温条件2~10℃下储存以便后续使用;
⑶稀释处理:称取浓缩浆料加水稀释配制成质量浓度为0.5%~5.0%,得浆料悬浮液;
⑷将预先混合好的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂与NaBr的混合溶液加入到浆料悬浮液中,并用0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节该氧化反应体系的pH为8.0~13.0,氧化10~240min,控制氧化反应的温度在3~15℃;
其中,所述2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基试剂的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%,NaBr用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的10.0%~40.0%;
⑸将NaClO溶液在反应总时间的1/3~1/2时间点内逐滴加入到反应体系中,所述NaClO溶液的有效氯用量为1.0~10g/g绝干化学机械浆商品浆板原料;
⑹待反应到达15~60min后,向反应体系中加入100~220%的甲醇以终止反应,并调节pH为5.0~10.0;
其中,所述甲醇的添加量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的100~220%;
⑺收集经过步骤⑹氧化处理后的浆料并洗涤数次,直至无味为止,并将浆料置于低温2~10℃环境下储存以便后续使用;
⑻将步骤⑺处理后的浆料用高压均质机进行均质处理并收集浆料,得纤维素微纳米纤丝;
⑼将经过高压均质后的纤维素微纳米纤丝添加到纸浆原料悬浮液中,添加比例根据纸张性能要求进行选择,即可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度。
2.根据权利要求1所述的可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:所述步骤⑵的浓缩浆料还经过如下处理后再进行稀释处理:
浆料的碱处理:称取浓缩浆料用疏解机将其分散为浆料悬浮液,调节浆料悬浮液的质量浓度为5%~10%,然后放入反应釜内,加入NaOH溶液和H2O2溶液,搅拌以使药液和浆料均匀接触,时间为20~240min,该处理过程中控制碱处理温度为45~95℃,碱处理后充分洗涤浆料至pH呈中性,并抽滤脱水,控制浆料的质量浓度在10%~20%,得碱处理后浆料;
其中,所述NaOH的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~20.0%,所述H2O2的用量为化学机械浆商品浆板的绝干质量的1.0%~10.0%;
或者进行磨浆处理,即称取浓缩浆料用磨浆机进行磨浆处理,磨浆过程中浆料的质量浓度控制在5%~20%,通过控制磨盘间隙和磨浆能耗控制浆料的打浆程度,然后收集磨浆后的浆料,抽滤脱水以达到浓缩的目的,得磨浆后的浆料悬浮液,并置于低温条件2~10℃下储存以便后续使用;
或者将碱处理与磨浆处理相结合来处理浆料,得碱处理结合磨浆处理后的浆料;
所述磨浆后的浆料悬浮液、碱处理结合磨浆处理后的浆料的打浆度为30~90°SR。
3.根据权利要求1所述的可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:所述步骤⑴中化学机械浆商品浆板的干度等于或大于20%质量分数。
4.根据权利要求1所述的可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:所述步骤⑻中高压均质机的均质处理次数为5~30,高压均质机的压力为30-100MPa。
5.根据权利要求1至4任一项所述的可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:所述纸浆原料为化学机械浆。
6.根据权利要求5所述的可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法,其特征在于:所述化学机械浆为化学热磨机械浆或漂白化学热磨机械浆、碱性过氧化氢机械浆、温和预处理和盘磨化学处理的碱性过氧化氢机械浆。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710809703.2A CN107653723A (zh) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710809703.2A CN107653723A (zh) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107653723A true CN107653723A (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61128017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710809703.2A Pending CN107653723A (zh) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | 一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107653723A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108219008A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-29 | 陕西科技大学 | 酸水解纤维素微纤丝制备的纳米纤维素晶体及方法 |
CN108547011A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-18 | 华南理工大学 | 一种机械法制备壳聚糖及其衍生物纳米纤维的方法 |
CN110130150A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-16 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种纸张及其制备方法和应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101851295A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-06 | 东北林业大学 | 均匀化精细纳米纤维素纤维的制备方法 |
CN102964454A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-13 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种纳米纤维素的制备方法 |
US20140216671A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Goldeast Paper (Jiangsu) Co., Ltd | Modified filler composition, pulp and paper using same |
CN104262687A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-07 | 赵兰 | 适用于医用口罩的纳米纤维素的制备方法 |
CN105498733A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-04-20 | 中国科学技术大学 | 一种氧化纳米纤维素吸附材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-09-11 CN CN201710809703.2A patent/CN107653723A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101851295A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-06 | 东北林业大学 | 均匀化精细纳米纤维素纤维的制备方法 |
CN102964454A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-13 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种纳米纤维素的制备方法 |
US20140216671A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Goldeast Paper (Jiangsu) Co., Ltd | Modified filler composition, pulp and paper using same |
CN104262687A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-07 | 赵兰 | 适用于医用口罩的纳米纤维素的制备方法 |
CN105498733A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-04-20 | 中国科学技术大学 | 一种氧化纳米纤维素吸附材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张俊华: ""微纤化纤维素的制备及其对纸张增强效果的应用研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
詹怀宇: "《制浆技术》", 30 September 2012, 中国轻工业出版社 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108219008A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-29 | 陕西科技大学 | 酸水解纤维素微纤丝制备的纳米纤维素晶体及方法 |
CN108547011A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-18 | 华南理工大学 | 一种机械法制备壳聚糖及其衍生物纳米纤维的方法 |
WO2019227848A1 (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | 华南理工大学 | 一种机械法制备壳聚糖及其衍生物纳米纤维的方法 |
CN110130150A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-16 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种纸张及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2404194C2 (ru) | Способ получения микроволокнистого полисахарида | |
CN105568744B (zh) | 一种玉米秆纳米纤维素晶须及其制备方法与应用 | |
CN104411882B (zh) | 表面活性剂处理纸浆并改善牛皮纸浆向纤维的并入以制造粘胶及其他二次纤维产品的用途 | |
CN107401087B (zh) | 一种生物处理的轻涂格拉辛原纸及其制备方法 | |
CN1974921B (zh) | 一种竹浆粕的制备方法 | |
CN107653723A (zh) | 一种可实现化学机械浆微纤丝化并用于增强纸张物理强度的方法 | |
CN102978993A (zh) | 竹纤维溶解浆及其生产工艺 | |
CN101701431A (zh) | 竹材生产粘胶纤维用漂白浆粕的方法 | |
CN110894696A (zh) | 一种将竹浆漂白的方法 | |
CN107083723B (zh) | 一种基于纳米植物纤维的拒水包装纸及其制备方法 | |
CN104195868A (zh) | 一种具有高抑菌活性的本色绒毛竹浆及其制备方法 | |
CN105421129B (zh) | 一种以玉米秸皮为原料制备纳晶纤维素的方法及其应用 | |
Sheikhi et al. | Effect of drying and chemical treatment on bagasse soda pulp properties during recycling. | |
CN103334335A (zh) | 一种无污染高白度棕榈丝纸浆的制备方法及在纸制品的应用 | |
Masrol et al. | Durian rind soda-anthraquinone pulp and paper: Effects of elemental chlorine-free bleaching and beating | |
CN110747681B (zh) | 一种基于离子液体的纸浆漂白保护剂 | |
CN109554946B (zh) | 离子液体协同超声处理ecf漂白硫酸盐浆制备纸基材料的方法 | |
CN102040709A (zh) | 一种漂白竹浆纤维素系吸水性材料的制备方法 | |
CN114481681B (zh) | 一种纤维素/聚乳酸纤维复合纸及其制备方法 | |
CN101967764A (zh) | 一种钞票纸用高白度棉浆粕产品及其生产方法 | |
CN105780583B (zh) | 非木材类纸浆 | |
CN101967765B (zh) | 一种钞票纸用高打浆度棉浆粕产品及其生产方法 | |
Pönni | Changes in accessibility of cellulose for kraft pulps measured by deuterium exchange | |
Aman et al. | Manufacturing of high brightness dissolving pulp from sansevieria-trifasciata fiber by effective sequences processes | |
He et al. | Cationization of corncob holocellulose as a paper strengthening agent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180202 |