打浆与羧甲基改性处理对甘蔗浆纤维形态及结晶结构的影响

甘蔗纤维通过打浆、磨浆及羧甲基化改性处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射等方法研究分析改性前后纤维形态和结晶区变化。研究结果表明:打浆及磨浆处理后的纤维,再经羧甲基改性,可以在纤维保留一定长度的前提下,在纤维微纤丝层间进行较均一低取代度羧甲基改性反应。羧甲基取代度低于0.5时,改性后的纤维基本保持原有的纤维素晶型结构。打浆及磨浆处理使得纤维结构变疏松,羧甲基改性反应在纤维微纤丝层间的进行,使纤维微纤丝层水化、层间结合力削弱,为纤维微纤丝柔性解离、制备分散性能优异的纳米纤维创造了条件。     

MFC组分及形态的分析

均质化是将纤维素纤维解离的一种方法。该过程产生的物质一般称作微纤化纤维素（MFC）。微纤化纤维素不均一,含有纤维、纤维碎片、纤丝化细小组分及纳米纤丝。这意味着MFC与纳米纤丝、微纤丝或其他具有纳米尺寸的纤维素的含义不一定相同。采用适当方式制备的MFC主要组分是具有纳米尺寸的纤维,即纳米纤丝。     

对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备多尺度木质纤维素纳米纤丝

以杨木化学机械浆为原料,采用对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备木质纤维素纳米纤丝（LCNF）;研究对甲基苯磺酸水解过程中木质素脱除规律及残余木质素对LCNF微观形态、尺寸、结晶结构和热稳定性的影响。结果表明,对甲基苯磺酸水解能有效去除木质素,削弱纤维间结合力,有利于高压均质过程中的微纤丝解离分散。与纤维原料相比,LCNF的无定形区遭到破坏,结晶度由43.9%增至66.0%。通过酸水解可以调控残余木质素含量,进而控制高压均质后LCNF的平均宽度,实现多尺度LCNF的制备。LCNF的木质素含量越低,LCNF分散性越好、尺寸越均一。当残余木质素含量为4.89%时,LCNF平均宽度最小（10.6 nm）,最大热失重降解温度（Tmax）在350～360℃。     

内切纤维素酶预处理对漂白马尾松纤维形态和结构的影响

针对制备纤维素微纤丝(CMF)所需要高能耗的问题,采用内切纤维素酶对漂白马尾松纤维进行预处理,研究内切纤维素酶预处理过程中,纤维形态、纤维素聚集态和纤维性能所发生的变化。结果表明,内切纤维素酶优先作用于纤维表面,不会对纤维产生明显的起皮、剥皮现象,但是对纤维的切断作用较强,导致内切纤维素酶用量增大时,纤维的平均长度逐渐减小,宽度增加,保水值和Zeta电位逐渐下降,打浆度在酶预处理初期略有下降,之后不断增大;内切纤维素酶主要作用于纤维素的无定形区,使纤维素的结晶度增大,最后在80%~82%之间波动;若要纤维素完全发生水解,还需外切纤维素酶和纤维二糖酶的协同作用。     

高能机械处理方法对大豆不溶性膳食纤维结构及理化特性的影响

为比较高能机械处理方法对大豆不溶性膳食纤维的改性作用,本文分别采用振荡球磨与微射流均质技术对大豆不溶性膳食纤维进行微细化处理,研究了两种方法对膳食纤维结构及理化特性的影响。研究结果表明,大豆膳食纤维经球磨与微射流处理后,颗粒分别呈现弥散状形态与丝簇状形态,平均粒径为28.06、7.34 μm,为未处理组的22.83%、5.97%;微射流均质可降解大豆膳食纤维的晶体结构,相对结晶度由40.98%下降为3.16%,并形成具有较多分子间氢键的纤维丝簇,属于无定形的β-纤维素晶体结构。进一步研究发现,微射流均质比较球磨处理能明显提高大豆膳食纤维的持水率与持油率,分别为未处理组的2.96、2.48倍。纤维素微纤丝水凝胶具有更高的振荡稳定性,tan δ为空白样的20.73%,这可能与微纤丝较强的成氢键能力以及形态上缠绕形成较大的空间位阻有关。     

纸从中国走向世界(连载)——纸史新稿扫描之三

正3.13打浆学说打浆是造纸过程中一个十分重要的不可缺少的工序。生产实践证明,打浆概念应包括一切在水中对纸浆纤维进行机械处理的操作——打浆、磨浆、疏解、碎解等。只有经过打浆或磨浆后的纤维,才能抄成符合质量要求的纸张。纤维在打浆过程中受到的主要是:横向切断和纵向压溃作用(图97),其他还有分丝帚化、吸水润胀、内外纤丝化等。从而使纤维本身变得柔软可塑,有利交织成纸。图97打浆作用     

动压射流制备微纤丝设备:动磨盘

正目前,人们常常为获得纤维素纳米纤丝,采用化学方法来实现其提取和分离,首先除掉木材中纤维素基体物质中含有的半纤维素与木质素,然后利用机械精磨或高压匀质等方法,制备纤维素纤丝。虽然可能获得微纤丝,但制取过程中存在化学污染,破坏环境,而且微纤丝的得率也不高。然而,传统的机械方法制取微纤丝存在很大的局限性,得率低、污染环境,目前不     

纳米微纤丝纤维素及其在造纸中的应用研究现状

本文结合纳米材料定义,简述纳米微纤丝纤维素与传统意义纳米纤维素的共性与区别,在此基础上介绍此类纳米纤维素的制备方法及现阶段存在的主要问题。同时介绍了纳米微纤丝纤维素在造纸中潜在的应用方式,分析其对造纸规模化生产及纸张性能的影响并浅谈其发展面临的机遇与挑战。     

斯道拉恩索成功研制微纤化纤维素

斯道拉恩索集团成功推出的创新性成果——微纤化纤维素(MFC),将为多个行业带来创新性变革。2011年末,斯道拉恩索位于芬兰的Imatra工厂已开始试点生产微纤化纤维素。微纤化纤维素是在纳米技术的研究过程中,作为副产品而被发现。通过把纤维分解成微米级纤丝的技术,将木浆制成透明的、看上去就像凝胶的微纤化纤维素。纤丝是纤维的微米级天然成分,就长度而言,微米是纳米的1000倍,并非属于纳米技术的范畴。斯道拉恩索集团可再生包装事业部研发与创新负责人JanLif介绍了微纤化纤维素与传统纸浆     

干压光对高强瓦楞原纸的环压指数的影响

在抄造高强瓦楞原纸生产中,往往在纸机后部加压光机压光,提高纸页紧度和增加纸面平滑度。从表面现象看有较大改善,从实际检测高强瓦楞原纸的物理指标看,经过压光机的纸页主要物理指标──裂断长和环压指数下降很大,直接影响高强瓦楞原纸的质量。针对这问题的原因作一些研究。在相同原料、叩解度、抄造条件下,进行生产试验研究分析根本的原因。1纤维结合力：纤维在打浆过程中,纤维受到切断、分丝、润胀、细纤维化、压溃等种种作用,增长了纤维的外表面,游离出大量羟基,促进纤维表面的吸水性能,在于燥时,水分不断蒸发,相邻纤维间…     

纤维素微纤丝的制备及应用

近来很多研究表明纤维素微纤丝具有很好的强度及韧性,无论是加入到一些复合材料中,还是在纸张中添加,都有很好的增强效果。本文首先讲述了纤维素微纤丝的制备及性质,然后讲述了纤维素微纤丝在复合材料及造纸中的应用,尤其是作为纸张增强剂的应用;最后对微纤丝的发展应用作出展望。     

漂白硫酸盐竹浆丝光化性能的研究

虽然漂白硫酸盐竹浆(BBK)的纤维素比漂白硫酸盐云杉木浆(BSK)有较细的结晶颗粒,微结晶堆积得较疏松,有较低的结晶度,但在丝光化处理中,BBK比BSK难以从纤维素Ⅰ转变成纤维素Ⅱ,当用均化器处理后BBK的丝光化程度得到明显的改善。试验表明竹浆纤维的特殊细胞壁结构妨碍了纤维素在NaOH溶液中的充分润胀,这是BBK难以从纤维素Ⅰ转变成纤维素Ⅱ的主要原因。润胀作用被肯定为影响纤维素丝光化性能的一个十分重要因素。     

桉木纤维和辐射松纤维生产纤维素纳米纤丝的对比研究

对比了以桉木纤维及辐射松纤维为原料生产纤维素纳米纤丝的差异性。先用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）介体对这2种纤维进行氧化预处理,使其易于均质处理。经TEMPO介体氧化预处理后,桉木纤维的羧基含量增多,有利于生产纤维素纳米纤丝。由辐射松纤维素纳米纤丝制得的薄膜具有收缩率低及透明度高的特点,这与辐射松纤维的高度细纤维化有关。对纤维均质处理过程中的能耗进行了量化,结果表明,在给定的均质处理次数下,与未经TEMPO介体氧化预处理的纤维相比,采用TEMPO介体氧化预处理的纤维制备纤维素纳米纤丝的能耗更低。     

无硫溶解浆及其在黏胶纤维和Lyocell纤维中的应用

采用多功能碱法制浆工艺可生产出高纯度和高得率的溶解浆。水自水解（PH）或碱抽提（E）用于蒸煮前预处理,可以选择性脱除半纤维素。在氧脱木素后的冷碱抽提（CCE）段中分离半纤维素,蒽醌成功地替代了硫。通过这些改进对净化的溶解浆进行了TCF漂白和黏胶纤维及Lyocell纤维的应用测试。所有浆料均达到溶解浆的标准。另外,CCE浆漂白之后得率较高。浆料纤维形态变化（如细胞壁外层的超微结构、比表面积和例向微纤丝聚集体尺寸）导致其常规黏胶纤维加工的反应性能降低。碱净化后的残余聚木糖具有较低的官能团含量和较高的分子质量,并明显截留在纤维素微纤丝聚集体中,使得半纤维素在标准黏胶纤维加工中不易浸渍。同时,碱净化工段不会明显影响浆料的反应性能,但会使纤维素的超微分子结构由纤维素I部分转变为纤维素II。然而,由于浆料在NMMO中的溶解性较大,所以这些浆料参数的差异并不影响Lyocell纤维的加工。实验室纺丝实验结果表明,制得的常规黏胶纤维和Lyocell纤维均具有较高的纤维强度。     

微纤丝与PAE协同作为纸张增强剂

用纤维素微纤丝和聚合电解质PAE配合使用可以提高纸张干强和湿强。通过用石英微量天平（QCM-D）和原子力显微镜（AFM）研究了微纤丝和PAE在纤维素模型表面的吸附情况。比较了微纤丝和PAE在纤维中的添加方式对纸张的纤维层结构和微纤丝形成的微聚集体的不同。结果表明：PAE首先被吸附在纤维素模型表面形成均匀层。然后微纤丝黏性层才被吸附：如果PAE和微纤丝是以阳离子混合体被吸附的。则形成的是不规则的刚性层：在抄造纸样时,当采用先加PAE后加微纤丝的双层（bi-layer）系统添加方式时,即使添加少量的PAE也能使纸样的干强和湿强明显增加;当采用PAE和微纤丝混合形成混合体然后添加的方式时,纸张强度的提高不是很明显。同时,通过对纸样体积和表面含氮量的分析表明,添加方式不会影响PAE的总吸附量,但是它对纸样中组成的分布有很大的影响,而组成的分布对纸张干强和湿强的形成有很重要的影响。     

测定粘度的实际意义及其配制铜乙二胺溶液的简易方法

纤维素溶液粘度的测定是有实际意义的,它给出了关于纤维素分子平均聚合度的概念,从而可以判断纸浆的机械强度以及对进一步加工的适应性。以便控制原料的蒸煮过程和纸浆的漂白条件。纤维化学成分的影响以半纤维素为最大,半纤维素含量高的纸浆,打浆时容易水化、润胀、增加了纤维的比表面积、纤维间的结合力增加,因而提高了纸的强度、     

斯道拉恩索成功研制微纤化纤维素 为多种行业带来创新性成果

本刊讯据斯道拉恩索集团集团信息,斯道拉恩索集团成功推出的创新性成果——微纤化纤维素(MFC),将为多种行业带来创新性变革。2011年末,斯道拉恩索位于芬兰的Imatra工厂已开始试点生产微纤化纤维素。微纤化纤维素是在纳米技术的研究过程中,作为副产品而被发现。通过把纤维分解成其微米级基本成分——纤丝的技术,将木浆制成透明的、看上去就像凝胶的微纤化纤维素。纤丝是纤维的微米级天然成分,就长度而言,微米是纳米的1000倍,并非属于纳米技术的范畴。     

瓦楞原纸环压强度的研究

通过纤维回用实验,打浆和助留剂实验,压光实验,高频疏解实验探讨了影响瓦楞原纸环压强度的主要影响因素。实验结果表明,随着纤维回用次数的增加,环压强度逐渐下降,每次下降约17.0%。纤维素的结晶度随回用次数的增加而增大,说明废纸纤维素的无定形区随细小纤维不断流失。瓦楞原纸环压强度取决于纤维间结合力的大小,凡有利于提高纤维间结合力的方式均有利于提高瓦楞原纸的环压强度。废纸板纤维抄片压光并不能提高瓦楞原纸的环压强度。     

细菌纤维素湿膜的分散方法及分散过程研究

细菌纤维素湿膜极强的抗拉和抗撕裂能力对其解离丝化、配抄成形带来极大不利。本研究对比了BC湿膜的不同分散方法和分散效果,并对各方法的分散过程进行了探索。研究发现,高温下酸、碱法处理使BC分子链出现降解而产生多糖甚至单糖,但不能使纤维束状态和絮结的纤维得到解离;超声法处理时其"空化作用"仅使BC湿膜表面结合不紧密的纤维絮体剥离脱落,却难以打开细菌纤维素纤维之间的氢键连接,不适于分散细菌纤维素;而高速组织捣碎机和PFI磨两种机械设备利用强剪切力和摩擦效应可使细菌纤维间的氢键发生位移,进而纤维丝化离解,达到较好的分散效果,且捣碎机分散后细菌纤维与植物纤维配抄,可提高成纸强度达35%左右。     

沙柳微纤丝的制备与表征

沙柳材的纤维素含量较高,如能将微米纤丝从纤维素中通过适当的方法提取出来,不仅可提高沙柳的附加值,还为沙柳的利用开辟一条新路。以沙柳纤维素为原料,研究了超声波法制备微纤丝的工艺。采用红外光谱分析仪对纤维素的结构进行表征,并使用光学显微镜和激光粒度分布仪对沙柳微纤丝的粒径进行分析。试验结果表明,纤维素浓度为0.4%时,超声时间60 min、功率1080 W得到沙柳微纤丝的粒径在10~34μm。由XRD表征结果可知,超声波处理不会破坏纤维素的结晶结构,超声处理后的微纤丝的衍射曲线和原料的衍射曲线基本相似,但是其衍射强度降低,峰形变宽,呈现典型纳米粒子的X射线衍射特征。