蒸煮條件對硫酸鹽法竹漿性能的影響

王錢錢 詹懷宇 周生飛 郭三川 付時雨

(華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點實驗室,廣東廣州,510640)

·硫酸鹽法竹漿·

蒸煮條件對硫酸鹽法竹漿性能的影響

王錢錢 詹懷宇 周生飛 郭三川 付時雨

(華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點實驗室,廣東廣州,510640)

采用CAS-420型油浴蒸煮器分別對竹子進行高溫-短時間硫酸鹽法蒸煮及低溫-長時間硫酸鹽法蒸煮,并將所得漿料進行D0(EOP)D1漂白。比較了未漂漿的得率、黏度、白度、成紙性能及漂白廢水的污染負荷。結(jié)果表明,相對于高溫-短時間蒸煮,低溫-長時間蒸煮的漿料得率和黏度較高;經(jīng)D0(EOP)D1漂白后,兩種蒸煮方法所得漿料的白度可達88%左右,漂白漿有較高的黏度和較好的白度穩(wěn)定性及成紙強度;在相同卡伯值下,低溫-長時間蒸煮漿料的漂白廢水污染負荷略低。

硫酸鹽法蒸煮;D0(EOP)D1漂白;成紙性能;

(＊E-mail:wqq_pulp@163.com)

Abstract:In this paper,CAS-420 oil bath digester was used for bamboo kraft cooking.Two different cooking processes were used higher cooking temperature and shorter cooking time and lower cooking temperature and longer cooking time.Obtained pulpswere bleached usingD0(EOP)D1sequence.After pulp refining and sheet formation,sheets properties of the bleached pulpswere compared.And pollution loads of bleaching effluentswere also compared.The results indicated that the yield and viscosity of the pulp produced by lower temperature and longer time cookingwere slightly higher than those by higher temperature and shorter time cooking.Both pulps could be bleached to about 88% ISO byD0(EOP)D1sequence.The bleached pulps had good brightness stability,viscosity and physical strength.Under the same kappa number,pollution loadsof bleachingof the pulp from the lower temperature and longer time cookingwere slightly lower than those from higher temperature and shorter time cooking.

Key words:kraft cooking;D0(EOP)D1bleaching;sheet properties

竹子是我國南方的一種豐富的纖維原料,與其他非木材原料如麥草、蔗渣等相比,具有纖維長、漿料物理性能好等優(yōu)勢[1],某些性能與闊葉木相當(dāng)且竹子的生長周期短;竹子的纖維細胞約占細胞總質(zhì)量的50%～60%[2],纖維細胞平均長度為1.5～2.0 mm,最長可達5 mm,寬度一般為15～18μm。由于造紙原料的短缺[3],竹子作為制漿造紙原料受到越來越多的重視。

1 實 驗

1.1 蒸煮

以南方混合竹片為原料,采用高溫-短時間蒸煮及低溫-長時間蒸煮的2種硫酸鹽法蒸煮,使用的設(shè)備為CAS-420型油浴蒸煮器。蒸煮條件如表1所示,其中,液比為1∶4,有效堿用量以NaOH計。

表1 硫酸鹽法蒸煮條件

1.2 漂白

漂白條件如表2所示,漿濃10%,EOP段氧壓為0.3 MPa。

1.3 漿料及成紙性能的測定

用PFI磨分別對4種漂白漿進行打漿,漿濃10%。打漿后,測定漿料的打漿度、保水值,并在標準紙頁成形器上抄紙。按國家相應(yīng)標準測定漂白廢水的CODCr、AOX含量及紙張的各項性能,卡伯值及黏度參照參考文獻[4]測定。

表2 D0(EOP)D1漂白條件

2 結(jié)果與討論

2.1 蒸煮結(jié)果

竹片硫酸鹽法蒸煮結(jié)果見表3。由表3可知,A1 和B1漿的卡伯值、黏度、白度相近,粗渣很少,A2 和B2漿的性能也相近。B1漿和A1漿相比,B2漿和A2漿相比,得率較高,分別高1.7和0.8個百分點,黏度也略高。

表3 竹片硫酸鹽法蒸煮結(jié)果

表4 4種漂白漿打漿后的性能及成紙性能

2.2 打漿及抄紙性能的比較

4種漿料均可被漂到白度(88±1)%,漂白漿的黏度變化不大且白度穩(wěn)定性較好。在不同打漿轉(zhuǎn)數(shù)下,4種漂白漿及成紙性能如表4所示。由表4可知,A1和B1漂白漿、A2和B2漂白漿經(jīng)打漿后的打漿度、保水值以及各項強度性能都有明顯的提高;裂斷長、撕裂指數(shù)和耐破指數(shù)在打漿轉(zhuǎn)數(shù)2000轉(zhuǎn)以后變化緩慢?？偟膩碚f,經(jīng)打漿后,A1和B1漂白漿、A2和B2漂白漿的成紙性能相似且強度性能都較好。與A2、B2漂白漿相比,A1、B1漂白漿的保水值、耐破指數(shù)和撕裂指數(shù)均較高。

2.3 漂白廢水污染負荷的比較

A1、B1、A2、B2漿經(jīng)D0(EOP)D1漂白后漂白廢水的CODCr含量分別為70.2、66.5、18.8、17.7 kg/t,AOX含量分別為1.3、1.2、0.3、0.3 kg/t。A1、B1漿的卡伯值較高,所以漂白廢水的污染負荷也較大,CODCr和AOX污染負荷均遠高于A2、B2漿的?？ú迪嗤瑫r,與高溫-短時間蒸煮漿料相比,低溫-長時間蒸煮漿料的漂白廢水CODCr負荷略低, AOX負荷略低或相同。

3 結(jié) 論

3.1 在相近的化學(xué)品用量下,采用高溫-短時間蒸煮和低溫-長時間蒸煮可以得到性能相近的漿料;和高溫-短時間蒸煮相比,低溫-長時間蒸煮的漿料得率較高,黏度也略高。

3.2 在適宜的化學(xué)品用量下,經(jīng)D0(EOP)D1漂白后,兩種蒸煮方法所得漿料的白度可達88%左右,漂白漿有較高的黏度和較好的白度穩(wěn)定性及成紙強度。

3.3 高卡伯值漿料的漂白廢水污染負荷遠大于低卡伯值漿料的;相同卡伯值下,和高溫-短時間蒸煮相比,低溫-長時間蒸煮漿料漂白廢水的CODCr負荷較低,AOX負荷略低或相同。

[1] 馬乃訓(xùn),張文燕.竹材制漿造紙述評[J].林業(yè)科學(xué)研究, 1995,8(3):329.

[2] 詹懷宇,李志強,蔡再生.纖維化學(xué)與物理[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[3] 中國造紙協(xié)會.中國造紙工業(yè)2008年度報告[J].造紙信息,2009(5):4.

[4] 石淑蘭,何福望.制漿造紙分析與檢測[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2003.

(責(zé)任編輯:陳麗卿)

The Effects of the Cook ing Conditions on Bleachability of Kraft Bamboo Pulp Properties

WANGQian-qian＊ZHAN Huai-yu ZHOU Sheng-fei GUO San-chuan FU Shi-yu

(State Key Lab of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong Province,510640)

王錢錢先生,在讀博士研究生;研究方向:制漿化學(xué)與生物化學(xué)。

TS743+.1;TS749+.3

A

0254-508X(2010)08-0075-02

2009-12-24(修改稿)