纳米微纤化纤维素在纸张增强与涂布中的应用

用漂白亚硫酸盐竹浆制备纳米微纤化纤维素(MFC),将MFC与漂白硫酸盐蔗渣浆、漂白针叶木浆以及漂白阔叶木浆混合抄片,探讨了浆内添加MFC对纸张物理强度性能的影响;同时在相同条件下,对MFC和阳离子淀粉的涂布效果进行比较.结果表明,在低涂布量时,MFC涂布的纸张表面强度要高于阳离子淀粉涂布的纸张.     

4种天然纤维素在氢氧化钠/尿素/水体系中的溶解差异

研究了棉短绒浆、竹浆、阔叶木浆和针叶木浆(均为溶解浆)的纤维素在氢氧化钠/尿素/水体系中的溶解差异,棉短绒浆和竹浆的纤维素溶解后可形成均一的液相体系,而阔叶木浆和针叶木浆的纤维素溶液有分层现象,说明同等条件下棉短绒浆和竹浆的纤维素溶解度较大。4种天然纤维素再生后聚合度和结晶度均有一定程度的降低,棉短绒浆和竹浆的纤维素聚合度从549、624降低至474、555,分别降低了13.6%和11.1%;而针叶木浆和阔叶木浆再生后纤维素的聚合度降低不明显,分别从1067、1460降低至989、1419,只降低了7.3%和2.8%;棉短绒浆和竹浆再生后纤维素结晶度降低的幅度比较大,从66.5%和79.7%降低到18.8%和31.8%,分别降低了71.7%和60.1%;阔叶木浆和针叶木浆再生后纤维素结晶度降低的幅度较小,从76.4%和70.4%降低至62.5%和54.7%,分别降低了18.2%和22.3%;阔叶木浆和针叶木浆的纤维素由于聚合度较大,该体系不能降低其结晶度,因而其溶解度小于棉短绒浆和竹浆的纤维素。处理前后纤维素的红外光谱图基本一致,说明纤维素在该体系溶解过程中并未引入新的基团,氢氧化钠/尿素/水体系为非衍生化纤维素溶剂;处理后,几种样品纤维素Ⅰ的峰强度降低甚至消失,纤维素Ⅱ的峰开始出现,说明用该体系进行处理可使纤维素晶体结构发生转变。     

漂白硫酸盐竹浆的打浆特性

针对竹浆难打浆的特点,本实验系统研究了漂白硫酸盐竹浆及其长纤维(200目以上纤维)的打浆性能,并与漂白阔叶木化学浆打浆性能进行对比。研究发现,竹浆纤维组分中16目以上纤维含量约为24%,而阔叶木浆仅为0.8%;竹浆200目以下纤维含量约为28%,而阔叶木浆为7%。相同磨浆转数下,竹浆打浆度略高于阔叶木浆,竹浆长纤维浆打浆度较阔叶木浆长纤维低,竹浆和竹浆长纤维均比阔叶木浆和阔叶木浆长纤维的湿重高。相同打浆度下,竹浆成纸撕裂指数、耐破指数和耐折度均高于阔叶木浆;竹浆长纤维成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破指数和耐折度均高于阔叶木浆长纤维。这些都说明利用竹浆能够抄造出质量较高的纸张。     

阔叶木BCTMP浆取代部分漂白硫酸盐阔叶木浆的性能研究

对几种阔叶木BCTMP浆取代部分漂白硫酸盐阔叶木浆的性能进行了研究.结果表明,在相同干度下,用10%的阔叶木BCTMP浆取代漂白硫酸盐阔叶木浆的湿纸样强度与100%漂白硫酸盐木浆(15%漂白硫酸盐针叶木浆与85%漂白硫酸盐阔叶木浆的混合浆)的基本相同;与100%漂白硫酸盐木浆手抄片相比,用10%高抗张强度(HT)杨木BCTMP浆取代漂白硫酸盐阔叶木浆的手抄片松厚度尤明硅变化、撕裂指数增大,但其他物理强度下降;用10%高松厚度(HB)杨木BCTMP或桦木BCTMP浆取代漂白硫酸盐阔叶木浆的手抄片松厚度增大、撕裂指数无明显变化,但其他物理强度下降明显;用10%杨木HB BCTMP浆取代漂白硫酸盐阔叶木浆会降低成纸白度,但对荧光增白剂的增白效率无明显影响.     

造纸法烟草基片外加植物纤维的优化

选取不同制浆方式的浆种和不同种类的植物纤维进行实验,考察其对造纸法烟草基片物理性能的影响,选取效果较好的外加纤维进行复配,确定外加纤维种类并对其添加量进行优化。实验结果发现:采用木素含量低的阔叶木漂白硫酸盐浆、针叶木漂白硫酸盐浆、#1木浆、#2木浆、漂白龙须草浆对改善烟草基片的物理性能和降低烟草薄片的有害物质比较有效;实验最终确定添加20%漂白硫酸盐木浆(针叶木漂白硫酸盐浆∶阔叶木漂白硫酸盐浆=1∶1),在改善烟草基片物理性能的同时显著降低了烟草薄片中的有害物质。     

用枣椰树叶轴微细纤维素和氧化微细纤维素来改善纸张性能

通过木聚糖酶预处理以及轻微磨浆处理,漂白枣椰树叶轴浆用来分离制备微细纤维素(MFC)和四甲基哌啶氧化微细纤维素(TMFC)。分离后的MFC和TMFC用来改善未打浆针叶木浆和甘蔗渣浆抄造的纸张的强度性能,添加比例从2.5%增加到20%,并且对MFC的留着也进行了估测。结果显示,MFC和TMFC的添加能够提高未打浆针叶木浆和甘蔗渣浆抄造的纸张的紧度、干湿抗张强度、撕裂强度以及降低纸张的透气度。但是,在改善针叶木浆纸张强度性能方面,通常的打浆操作比添加微细纤维素更加有效。另一方面,在改善甘蔗渣浆纸张强度性能方面,添加MFC和TMFC比通常的打浆操作更加有效。并且,在针叶木浆中或者甘蔗渣浆中添加TMFC对抗张强度(干强度和湿强度)的改善比添加MFC效果更好。     

环球视野

阔叶木浆和针叶木浆价格走势面临不同境地
　　近期,有关预测表示全球阔叶木浆和针叶木浆的价格继续朝着两个不同的方向前进,漂白硫酸盐浆（NBSK）价格继续坚挺,而漂白桉木硫酸盐浆（BEK）价格将面临压力。     

蒸汽爆破预处理对针叶木化学浆的形态变化的影响

以蒸汽爆破为预处理手段,采用针叶木化学浆作为纤维原材料,期望高效、经济和环境友好的制备微纤化纤维素(MFC)。重点考察了蒸汽爆破预处理对针叶木化学浆的形态的影响,结果表明,针叶木化学浆原料经过蒸汽爆破预处理和机械研磨后,聚合度下降,纤维的长度下降明显,但并没有达到MFC的水平(要求纤维宽度小于100nm),因此可能还需要经过进一步的加工处理如高压均质化,才能最终制备得到MFC。     

硫酸盐木浆生物酶打浆应用

硫酸盐木浆打浆能耗高,打浆前酶处理可以降低打浆能耗。在生产中采用不同的生物酶进行优化,分别对针叶木和阔叶木漂白硫酸盐浆在打浆前进行预处理,研究了生物酶预处理对漂白硫酸盐木浆打浆性能和纸张性能的影响。结果表明,针叶木漂白硫酸盐浆打浆前采用纤维素酶Novozym 476处理后,打浆能耗有所降低,成纸裂断长提高;采用纤维素酶Novozyme 51064处理后,打浆能耗显著降低,同时能够保持纸张的物理强度。阔叶木漂白硫酸盐浆打浆前采用木聚糖酶pulpzyme HC处理后,打浆能耗显著降低,同时纸张的裂断长有所提高。     

硫酸盐竹浆与木浆的打浆特性和纸张性能对比研究

以硫酸盐竹浆为研究对象,筛分后测定了竹浆各级分纤维的含量,研究了筛除细小纤维组分前后竹浆的打浆特性和纸张性能,并与漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆（以下简称木浆）进行对比。研究发现,竹浆中长纤维级分和细小纤维组分含量较高,R16和P200级分纤维的含量分别为50.8%和25.1%;在PFI打浆过程中,相同打浆转数下,竹浆纤维相比木浆纤维更容易被切断和产生扭结现象。竹浆中细小组分有利于纸浆游离度的降低和纸浆保水值的提高,降低打浆能耗;在相同的游离度下,竹浆原浆和筛除细小纤维组分后的竹浆纸张的抗张指数、撕裂指数均大于木浆,竹浆原浆纸张的耐破指数和筛除细小纤维组分后的竹浆纸张的耐折度大于木浆的。     

Carboxyethylated Microfibrillated Cellulose Fibers Prepared from Different Raw Materials

Carboxyethylation pretreatment was used to prepare microfibrillated cellulose(MFC)in this study.In order to evaluate the adaptability of this pretreatment method,carboxyethylated MFC was prepared from six different cellulosic materials.The carboxyl content,degree of polymerization,water retention value,charge density,chemical structure,size distribution,and micromorphology of the materials before and after pretreatment and grinding were studied and compared.The viscosity,ultraviolet(UV)transmittance,and thermal stability of the MFC samples at a certain concentration were determined.The results showed that the carboxyl content,water retention value,charge density,degree of polymerization,size distribution,and micromorphology of the pretreated and ground samples varied with those of the raw materials.The initial viscosity varied based on the type of raw material used.The MFC suspension prepared from cotton linter pulp had the highest UV transmittance,while the MFC prepared from bleached softwood kraft pulp had the highest viscosity at a low shear rate.After thermal degradation,the amount of residual char from the MFC prepared with the thermo-mechanical pulp was slightly higher than that of the other MFCs.This study demonstrates that carboxyethylation is an effective pretreatment method for different cellulosic materials.     

纤维表面木素含量对纸页强度的影响

本文用CTMP分别与漂白针叶木硫酸盐浆和漂白阔叶木硫酸盐浆配抄纸页,用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪从微观角度研究了纤维表面木素含量对纸页强度的影响。研究表明化学浆纤维表面存在大量的微细纤维,而CTMP纤维表面覆盖有颗粒状木素、抽出物。纤维表面木素含量随打浆程度提高而降低,混合纤维表面木素含量与浆料的配比存在线性关系。受纤维表面木素浓度的影响,随CTMP配比增加,纸页的抗张指数和层间结合强度降低。     

进口浆板打浆特性研究

对7种漂白阔叶木硫酸盐浆和12种漂白针叶木硫酸盐浆进行打浆性能研究,认为若能正确选择最佳的浆种造纸能大幅降低有耗和成本。     

不同针叶木化学浆在碱尿素水溶液体系中溶解行为的研究

以用于生产黏胶纤维的漂白针叶木硫酸盐浆（BSK）和硫酸盐法针叶木溶解浆为原料，通过测定纸浆纤维-纤维素-溶剂（7% NaOH/12%尿素水溶液）溶解体系的透光率及溶解生成的纤维素溶液的黏度、观察纸浆纤维冷冻过程的微观形态、分析溶解前后纸浆纤维长度和宽度的变化、检测未溶部分的X射线衍射谱图，研究对比了这两种浆在7% NaOH/12%尿素水溶液体系中溶解行为的差异。结果表明，相同浆浓下，聚合度高的漂白针叶木硫酸盐浆在7% NaOH/12%尿素水溶液中溶解后体系的透明度比聚合度低的针叶木溶解浆体系的高，前者溶解生成的纤维素溶液的黏度大于后者溶解生成的纤维素溶液的黏度，即纤维素含量高、聚合度低的溶解浆反而较难溶解在7% NaOH/12%尿素水溶液中。针叶木硫酸盐浆溶解后纤维变短且变粗，而针叶木溶解浆因大部分短小纤维被溶解导致溶解后纤维的平均长度变长，且宽度变化较小。针叶木硫酸盐浆保留了完整的纹孔结构，溶剂渗透性较好，其溶解效果优于在制浆过程中细胞壁经受严重破坏的针叶木溶解浆的溶解效果。     

纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶的制备及表征

使用漂白硫酸盐针叶木浆为原料,以经高碘酸钠氧化后制备出的二醛纤维素为基材负载纳米银颗粒,后经高压均质法得到载银量为24.78%的纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶。探讨高碘酸钠氧化反应时间对构成漂白硫酸盐针叶木浆的纤维素大分子以及针叶木纤维的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和比表面积和孔径分析仪对样品进行表征。结果表明,随着氧化时间的增加,纤维素的醛基含量持续上升,当反应4 h时增至330 μmol/g,纤维的聚合度由1447大幅下降至525,同时零距抗张强度和长度也呈现下降趋势。制备出的载银气凝胶上负载的纳米银颗粒为球形,气凝胶的比表面积为35.40 m~2/g,平均孔径为19.62 nm。     

杂竹制浆

在中国的南方具有丰富的竹子资源，其纤维原料特征和成浆质量介于针叶木和阔叶木之间。采用等温蒸煮和三段漂白[D(EO)D1]就可以生产全漂白浆。而竹子又不同于木材原料，硅含量相对较高，所以在碱回收方面应有一定的对策。     

阔叶木与非木材纤维原料混合制浆的研究

对阔叶木(杂交杨木)与非木材纤维原料(芒草、柳枝稷、玉米秸秆)的混合硫酸盐法制浆和ECF(无元素氯)漂白(漂序为OD(EP)D)进行了探讨。结果表明,在杨木木片中加入一定比例的上述非木材纤维原料(10%～30%)时,纸浆抗张强度有所提高,提高幅度在20%～25%之间。通过对纸浆碳水化合物组分进行分析发现,纸浆强度的提高与其聚木糖含量有关,即将少量聚木糖含量较高的非木材纤维原料与阔叶木一起混合蒸煮,能够获得品质优良的纸浆。     

Oil spills abatement: factors affecting oil uptake by cellulosic fibers

Wood-derived cellulosic fibers prepared in different ways were successfully employed to absorb simulated crude oil, demonstrating their possible use as absorbents in the case of oil spills. When dry fibers were used, the highest sorption capacity (six parts of oil per unit mass of fiber) was shown by bleached softwood kraft fibers, compared to hardwood bleached kraft and softwood chemithermomechanical pulp(CTMP) fibers. Increased refining of CTMP fibers decreased their oil uptake capacity. When the fibers were soaked in water before exposure to the oil, the ability of the unmodified kraft fibers to sorb oil was markedly reduced, whereas the wet CTMP fibers were generally more effective than the wet kraft fibers. Predeposition of lignin onto the surfaces of the bleached kraft fibers improved their ability to take up oil when wet. Superior ability to sorb oil in the wet state was achieved by pretreating the kraft fibers with a hydrophobic sizing agent, alkenylsuccinic anhydride (ASA). Contact angle tests on a model cellulose surface showed that some of the sorption results onto wetted fibers could be attributed to the more hydrophobic nature of the fibers after treatment with either lignin or ASA.