何 潔 劉 忠
(1.天津科技大學(xué)天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300457;2.昆明理工大學(xué)云南省制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明,650224)
大麻芯稈燒堿-蒽醌法制漿脫木質(zhì)素反應(yīng)歷程
何 潔1,2劉 忠1
(1.天津科技大學(xué)天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300457;2.昆明理工大學(xué)云南省制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明,650224)
以大麻芯稈為研究對(duì)象,通過紅外 (IR)和13C-NMR對(duì)大麻芯稈木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。研究了大麻芯稈燒堿-蒽醌法蒸煮脫木質(zhì)素歷程。根據(jù)木質(zhì)素含量和碳水化合物含量的變化規(guī)律歸納出脫木質(zhì)素歷程的 3個(gè)階段:初期脫木質(zhì)素階段,溫度升至 145℃之前,木質(zhì)素脫除率在 32%左右;大量脫木質(zhì)素階段,從 145℃到 165℃保溫 60 min,木質(zhì)素脫除率近 90%;補(bǔ)充脫木質(zhì)素階段,從 165℃保溫 60 min后到蒸煮末期。通過紅外 (I R)和13C-NMR對(duì)堿木質(zhì)素的跟蹤檢測(cè),對(duì)蒸煮各階段中木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了分析。
大麻芯稈;脫木質(zhì)素歷程;木質(zhì)素結(jié)構(gòu)
大麻一般可分為纖維用大麻、油用大麻與藥用大麻三類。用于造紙工業(yè)的大麻,即為纖維用大麻。我國(guó)是大麻纖維的主要生產(chǎn)國(guó),大麻產(chǎn)地遍布全國(guó),以北方為多。大麻纖維原料由大麻韌皮纖維和稈芯木質(zhì)纖維組成,莖稈中空,由內(nèi)向外依次為髓、木質(zhì)部、韌皮部三部分,分別占全稈質(zhì)量的 4%、80%、16%。大麻各部位纖維性狀很不均一,韌皮部和木質(zhì)部相差較大。韌皮部纖維細(xì)長(zhǎng),彈性好,壁腔比大;而木質(zhì)部纖維則較短,壁腔比小[1-3]。韌皮部就化學(xué)成分和纖維形態(tài)來看,能抄造出優(yōu)質(zhì)高檔用紙和特種紙。相對(duì)來說,大麻芯稈由于其纖維短小,并含有一定數(shù)量雜細(xì)胞,發(fā)展受到制約,國(guó)內(nèi)外對(duì)大麻制漿研究較多的是大麻皮和大麻全稈。我國(guó)紙和紙板的消費(fèi)量日益增大,預(yù)計(jì)到 2020年將達(dá)到或超過 1億 t,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)未來需求上升空間很大,這也就對(duì)造紙?jiān)牧系墓┙o提出了更高的要求。近年來,人們對(duì)紙張質(zhì)量的要求日漸提高,高質(zhì)量的紙張?jiān)谑袌?chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中才更占有優(yōu)勢(shì)。非木材纖維對(duì)木材纖維的替代不再僅僅是量的問題。麻稈具有替代木材纖維的可能性,且木質(zhì)部芯稈占麻稈全稈的絕大部分,并且麻皮可用于紡織,或用于卷煙紙等特種紙的抄造,因此,大麻芯稈開發(fā)利用成為造紙工業(yè)的一個(gè)重要課題,其制漿造紙性能的研究顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)對(duì)采用的大麻芯稈原料進(jìn)行化學(xué)成分、木質(zhì)素結(jié)構(gòu)分析,以期為大麻制漿研究提供更多的依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)以總后勤部軍需裝備研究所提供的大麻芯稈為原料,長(zhǎng)約 30~50 mm,為已剝除麻皮的成段木質(zhì)部芯材。大麻芯稈化學(xué)成分如表1所示[4],大麻芯稈纖維長(zhǎng)度如表2所示。
表1顯示,大麻芯稈綜纖維素含量較高,總體來看,其木質(zhì)素含量接近于闊葉木的,比較易于蒸煮。表2表明,大麻芯稈的平均纖維長(zhǎng)度偏低,比纖維平均長(zhǎng)度為 0.70 mm的 4年生桉木[5]要短些,這樣對(duì)成紙的強(qiáng)度性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。
大麻芯稈采用甘油浴電熱蒸煮鍋進(jìn)行燒堿-蒽醌法蒸煮。蒸煮條件:用堿量 20% (NaOH計(jì)),蒽醌用量 0.15%,液比 1∶5,最高溫度 165℃,升溫時(shí)間100 min,保溫時(shí)間 150 min。
脫木質(zhì)素歷程選 11個(gè)取樣點(diǎn),即 85、105、125、145、165℃,165℃后保溫 30、60、90、120、150、180 min。
黑液殘堿和 pH值、紙漿得率、主要化學(xué)成分等,均參照《制漿造紙分析與檢測(cè)》[6]進(jìn)行檢測(cè)。
脫木質(zhì)素率和碳水化合物降解率的計(jì)算方法如下:
木質(zhì)素脫除率 =[(原料總木質(zhì)素含量 -紙漿總木質(zhì)素含量 ×紙漿得率)/原料總木質(zhì)素含量 ]×100%;
表1 大麻芯稈的化學(xué)成分 %
表2 大麻芯稈纖維長(zhǎng)度分析
圖1 大麻芯稈MWL紅外光譜圖
碳水化合物降解率 =[(原料綜纖維素含量 -紙漿綜纖維素含量 ×紙漿得率)/原料綜纖維素含量 ]×100%。
磨木木質(zhì)素 (MWL)的分離提純,參考 Bjorkman和 Lundguist方法[7-8]。黑液堿木素,先用鹽酸法得到粗木素,再按照 Lundguist[7]的方法進(jìn)行提純。
紅外 (IR)光譜分析,采用溴化鉀壓片法。13CNMR核磁共振分析,采用 DRX400核磁共振儀,以氘代二甲基亞砜為溶劑,四甲基硅烷做內(nèi)標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,使用相對(duì)測(cè)量法,以苯環(huán)芳基碳原子積分值累計(jì)值作為苯環(huán) C6基礎(chǔ),計(jì)算出各官能團(tuán)以及 C的相對(duì)數(shù)量[9]。
2.1.1 紅外光譜
大麻芯稈MWL紅外光譜圖如圖1所示,并參考相關(guān)資料[9-14]解析譜圖。
木質(zhì)素中各官能團(tuán)的特征吸收主要集中在 1800~800 cm-1處。1463 cm-1處有較強(qiáng)的吸收,表明有較多的甲基和乙基等脂肪基的存在。1422 cm-1的強(qiáng)譜帶是由甲氧基形成的,大麻芯稈 MWL在 1422 cm-1處有較強(qiáng)的吸收峰,這與闊葉木類似。1329 cm-1處為紫丁香核的吸收,1266 cm-1和1226 cm-1處分別為有關(guān)愈創(chuàng)木基核和紫丁香核的吸收譜帶,且闊葉木中其吸收譜帶的強(qiáng)度1266 cm-1處 ≤1226 cm-1處 , 與譜圖相比較,可以得知大麻芯稈木質(zhì)素具有典型的闊葉木的特征,木質(zhì)素芳基-烷基醚的譜帶較針葉木木質(zhì)素的低。1126 cm-1和 1036 cm-1譜帶是二烷基醚鍵,尖而強(qiáng)的 1126 cm-1代表紫丁香基芳香核的 C—H面內(nèi)彎曲振動(dòng),1036 cm-1是愈創(chuàng)木型烷基醚鍵的吸收,且闊葉木中其吸收譜帶的強(qiáng)度 1126 cm-1處 ≥1036 cm-1處,而譜圖中 1126 cm-1處出現(xiàn)最大的吸收峰,再次表明大麻芯稈木質(zhì)素與闊葉木類似。用譜圖上這些特征參照相關(guān)文獻(xiàn)[9-14]可知,大麻芯稈木質(zhì)素結(jié)構(gòu)更接近闊葉木,以紫丁香基結(jié)構(gòu)單元和愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)單元為主,并且紫丁香基單元略多于愈創(chuàng)木基單元。
2.1.213C-NMR核磁共振
大麻芯稈MWL13C-NMR的譜圖見圖2,參考相關(guān)資料[9,13-14]解析譜圖。
圖2 大麻芯稈MWL13C-NMR核磁共振圖
13C-NMR譜圖中,大麻芯稈MWL苯環(huán)芳基碳原子特征區(qū)域?yàn)棣?162.8~101.0之間,其總積分值為6.7872,折合成芳環(huán)數(shù)量即為 1.1312,而甲氧基的積分值為 1.8665,從而可計(jì)算出每個(gè) C6的甲氧基數(shù)量是 1.6499。由此看來,大麻芯稈木質(zhì)素中紫丁香基占很大比例,而對(duì)羥苯基比例可能很小。同樣也可以計(jì)算出羥基的數(shù)量。大麻芯稈木質(zhì)素鏈上每個(gè)芳環(huán)對(duì)應(yīng)伯醇羥基數(shù)量為 0.2435,每個(gè)芳環(huán)對(duì)應(yīng)仲醇羥基數(shù)量是 0.2644,每個(gè)芳環(huán)對(duì)應(yīng)酚羥基數(shù)量為0.2029,則大麻芯稈總羥基數(shù)量為每個(gè)芳環(huán) 0.7108。可看出大麻芯稈酚羥基數(shù)量相對(duì)較少,這對(duì)木質(zhì)素脫除不利。
木質(zhì)素的紫丁香基、愈創(chuàng)木基和對(duì)羥苯基結(jié)構(gòu)單元很多是通過醚鍵或 C—C鍵互相連接在一起的。通過對(duì)大麻芯稈木質(zhì)素13C-NMR譜圖解析可知,大麻芯稈木質(zhì)素中這三種木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的互相連接方式主要有,β-O-4、α-O-4、β-β、β-5和 5-5’結(jié)構(gòu)。并且β-O-4結(jié)構(gòu)所占的比例最大,β-β結(jié)構(gòu)的含量較多,β-5結(jié)構(gòu)含量較少,5-5’結(jié)構(gòu)和α-O-4結(jié)構(gòu)含量很少。
大麻芯稈燒堿-蒽醌蒸煮結(jié)果如表3所示。
2.2.1 木質(zhì)素的脫除
由表3中數(shù)據(jù)顯示的木質(zhì)素脫除率變化趨勢(shì)可以看出,燒堿-蒽醌法蒸煮木質(zhì)素脫除大體分為 3個(gè)階段:①初期脫木質(zhì)素階段,這一階段發(fā)生在溫度升至145℃之前,即表3中蒸煮序號(hào) 1~4區(qū)間內(nèi),木質(zhì)素脫除率上升幅度不大,在 145℃時(shí)脫除了原料中32.32%的木質(zhì)素。同時(shí),由表3蒸煮液殘堿含量的數(shù)據(jù)顯示,此階段堿的消耗速率較快,堿主要消耗于對(duì)原料的滲透、部分易溶木素和易溶半纖維素、纖維素的溶解,及部分抽出物的溶出。同時(shí)還可以看出,雖然大麻芯稈為非木材纖維原料,但其在蒸煮初期木質(zhì)素的脫除比稻麥草慢很多,稻麥草在蒸煮初期溫度上升至 100℃時(shí)木質(zhì)素溶出占總量的 60%左右[15-16]。②大量脫木質(zhì)素階段,從 145℃到 165℃保溫 60 min,即表3中蒸煮序號(hào) 4~7區(qū)間內(nèi),木質(zhì)素脫除速率迅速上升,保溫 60 min時(shí)木質(zhì)素脫除率近 90%,在此期間脫除的木質(zhì)素占總木質(zhì)素的 55.46%。同時(shí)蒸煮液中堿的消耗很快,主要與原料中的木質(zhì)素進(jìn)行反應(yīng)和部分半纖維素和纖維素等其他組分的降解。③補(bǔ)充脫木質(zhì)素階段,從 165℃保溫 60 min后到蒸煮末期,木質(zhì)素脫除率開始趨于緩慢,至 180 min期間內(nèi),進(jìn)一步脫除了 8.35%的木質(zhì)素,并且蒸煮液中的堿的消耗也較為緩慢。
表3 大麻芯稈燒堿-蒽醌法蒸煮結(jié)果
2.2.2 碳水化合物的溶出
從表3中碳水化合物降解率數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)可以看出,大麻芯稈燒堿-蒽醌法蒸煮,溫度持續(xù)上升到165℃并保溫 30 min,碳水化合物的降解程度較大,其降解率達(dá)到 34.73%,這主要是蒸煮初期較高堿濃度及加溫條件下,易溶的低分子質(zhì)量纖維素和半纖維素大量溶出。從保溫 30 min開始到保溫 150 min,碳水化合物降解速率漸緩,降解率僅上升了 2.13%。保溫 150 min以后,碳水化合物降解率進(jìn)一步較大幅度增加。這說明過度保溫不僅對(duì)脫木質(zhì)素效果不大,而且會(huì)造成纖維素的過度降解,使?jié){料黏度下降,強(qiáng)度降低。且過度保溫,得率損失明顯。故保溫時(shí)間不宜超過 150 min。
2.2.3 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的變化
2.2.3.1 紅外光譜
圖3為大麻芯稈燒堿-蒽醌法蒸煮歷程中黑液中堿木質(zhì)素結(jié)構(gòu)變化的紅外光譜圖,根據(jù)譜圖中譜帶位置及相對(duì)峰進(jìn)行對(duì)比分析。圖3中譜線從下至上依次為MWL,105℃堿木質(zhì)素,145℃堿木質(zhì)素,165℃保溫 60 min堿木質(zhì)素,保溫 150 min堿木質(zhì)素。
從圖3的紅外譜圖中可以看出,原料木質(zhì)素原先存 在 的 1719 cm-1、1375 cm-1、1266 cm-1、1126 cm-1、1085 cm-1譜帶,在蒸煮過程中發(fā)生了明顯的變化,溶出木質(zhì)素與MWL相比在 915 cm-1處逐漸多出一個(gè)峰,2940 cm-1附近的譜帶在蒸煮初期強(qiáng)度明顯加強(qiáng)。
2940 cm-1附近微弱的譜帶為甲氧基的 C—H振動(dòng),對(duì)譜圖中的峰型強(qiáng)度進(jìn)行相對(duì)比較,在溫度達(dá)到105℃時(shí),溶出木質(zhì)素的峰強(qiáng)度劇烈升高,但隨著溫度的持續(xù)上升,強(qiáng)度又開始下降。推測(cè)在燒堿-蒽醌法蒸煮過程中,含有較多甲氧基的紫丁香型木質(zhì)素結(jié)構(gòu)更容易被脫除,在蒸煮初期,就開始大量溶出,但隨著蒸煮過程的繼續(xù),甲氧基在堿性條件下部分?jǐn)嗔?含量減少。
圖3 黑液中堿木質(zhì)素結(jié)構(gòu)變化紅外譜圖
1719 cm-1譜帶和 1085 cm-1附近的譜帶分別代表了非共軛酮、羰基化合物和酯基中伸縮振動(dòng)和二級(jí)仲醇脂肪族醚的吸收,它們來自木質(zhì)素中的對(duì)香豆酸酯結(jié)構(gòu),由圖3可看出,在溫度升至 105℃時(shí),溶出木質(zhì)素的 1719 cm-1譜帶變得很微弱,同時(shí)也不再出現(xiàn) 1085 cm-1譜帶,這說明有可能香豆酸酯在升溫初期就基本完全皂化,在堿性條件下含羧酸結(jié)構(gòu)的基團(tuán)易脫除溶出;或蒸煮過程沒有脫出側(cè)鏈的結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)基團(tuán)還有部分保留于紙漿中,造成紙漿白度較低。而蒸煮溫度達(dá)到 145℃,進(jìn)入大量脫木質(zhì)素階段,從圖3中發(fā)現(xiàn) 1719 cm-1譜帶又有微小的回升趨勢(shì),這可能是形成了新羰基,溶出的堿木質(zhì)素顏色變深。
MWL紅外譜圖上 1375 cm-1,1266 cm-1和 1126 cm-1譜帶分別代表脂肪族甲基,亞甲基的 C—H伸縮振動(dòng),愈創(chuàng)木基甲氧基 C—O振動(dòng)和紫丁香基的 C—H彎曲。在溶出木質(zhì)素的譜圖中,這幾個(gè)譜帶的強(qiáng)度也比較明顯,說明在蒸煮過程中,愈創(chuàng)木基、紫丁香基和對(duì)羥基苯基 3種木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元均大量脫出。MWL 1375 cm-1附近的譜帶,蒸煮初期溫度上升到105℃時(shí),溶出木質(zhì)素此處的譜帶仍存在,但比原料強(qiáng)度稍弱,而溫度達(dá)到 145℃時(shí),溶出木質(zhì)素,此處的譜帶幾乎消失,這說明隨著蒸煮過程的持續(xù),木質(zhì)素側(cè)鏈斷裂。溶出木質(zhì)素 1266 cm-1和 1126 cm-1處的峰在譜圖中也是明顯的強(qiáng)峰,但是隨著溫度的上升,1266 cm-1處的譜帶強(qiáng)度明顯減弱,這說明在燒堿-蒽醌法制漿條件下,蒸煮初期木質(zhì)素的紫丁香基和愈創(chuàng)木基都開始大量脫除,但隨著蒸煮溫度的上升并進(jìn)入保溫階段,使植物胞間層和細(xì)胞角隅的木質(zhì)素大量溶出,從而愈創(chuàng)木基木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元的比例增加。原料木質(zhì)素中沒有,而溶出木質(zhì)素從 105℃就開始逐漸形成的 915 cm-1譜帶,為苯環(huán)四取代位置的C—H面外變形振動(dòng),為紫丁香基結(jié)構(gòu)特征。再次說明在黑液堿木質(zhì)素中紫丁香型結(jié)構(gòu)在升溫初期就開始增多,表明紫丁香基結(jié)構(gòu)木質(zhì)素在蒸煮中側(cè)鏈上更容易產(chǎn)生離子化反應(yīng),脫出比例多于其他結(jié)構(gòu)單元的木質(zhì)素[16-17]。
2.2.3.213C-NMR核磁共振
燒堿-蒽醌法蒸煮黑液溶出堿木質(zhì)素13C-NMR譜圖見圖4,譜圖解析見表4。
圖4 黑液中堿木質(zhì)素13C-NMR譜圖
圖4中,δ=163.0~172.5區(qū)域代表的羥基在蒸煮溫度達(dá) 145℃時(shí),峰就開始變得微弱,隨著蒸煮的繼續(xù),峰型全部消失,說明蒸煮反應(yīng)過程羥基與反應(yīng)的活性很強(qiáng),全部參與了反應(yīng)。β-O-4結(jié)構(gòu)是木質(zhì)素中最為重要的連接,所占比例最大,譜圖中β-O-4代表的譜帶自蒸煮開始就出現(xiàn)減弱趨勢(shì),尤其是在到達(dá)保溫 60 min后峰型幾乎消失,結(jié)合表4的計(jì)算結(jié)果可得出結(jié)論,蒸煮升溫期間β-O-4就開始斷裂,在達(dá)保溫 60 min的時(shí)刻,出現(xiàn)大量的斷裂。這和上述研究的脫木質(zhì)素歷程基本一致。
由圖4的峰以及表4的計(jì)算可以看出,蒸煮初期代表紫丁香基的峰較明顯,紫丁香基結(jié)構(gòu)木質(zhì)素單元的比例多于愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)木質(zhì)素單元,隨著蒸煮溫度的升高并達(dá)到保溫階段愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)單元比例增加。蒸煮初期黑液堿木質(zhì)素甲氧基含量相對(duì)較多,蒸煮溫度達(dá) 165℃保溫 60 min時(shí)還有相對(duì)每個(gè)苯環(huán) C6的1.39個(gè)甲氧基,隨著蒸煮的繼續(xù),堿木質(zhì)素中甲氧基數(shù)量很快減少到 1.04。以上都在一定程度上說明燒堿-蒽醌法蒸煮初期紫丁香基結(jié)構(gòu)單元木質(zhì)素結(jié)構(gòu)更易脫除,保溫期間胞間層和細(xì)胞角隅木質(zhì)素大量溶出,愈創(chuàng)木基木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元比例增加。用紅外光譜也得到相同的結(jié)論。黑液堿木質(zhì)素中的甲氧基含量均少于MWL中的甲氧基含量,說明在脫除的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中有比較多的對(duì)-羥基苯基結(jié)構(gòu)單元,進(jìn)一步看出對(duì)羥基苯基結(jié)構(gòu)單元在蒸煮脫木質(zhì)素反應(yīng)中更容易脫除。而與原料木質(zhì)素相比,堿木質(zhì)素側(cè)鏈不飽和羰基基本消失,說明不飽和羰基的不穩(wěn)定性。
表4 大麻芯稈蒸煮黑液中堿木質(zhì)素13C-NM R譜圖解析及計(jì)算結(jié)果
3.1 大麻芯稈木質(zhì)素結(jié)構(gòu)更接近闊葉木,以紫丁香基結(jié)構(gòu)單元和愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)單元為主,且紫丁香基單元略多于愈創(chuàng)木基單元。大麻芯稈燒堿-蒽醌法蒸煮木質(zhì)素脫除大體分為 3個(gè)階段:在溫度升至 145℃前的初期脫木質(zhì)素階段;從 145℃開始到 165℃保溫60 min的大量脫木質(zhì)素階段;從 165℃保溫 60 min到蒸煮末期的補(bǔ)充脫木質(zhì)素階段。保溫時(shí)間不宜超過150 min,否則會(huì)造成纖維素的過度降解。
3.2 蒸煮歷程中,木質(zhì)素中的β-O-4結(jié)構(gòu)從升溫初期就逐步開始大量斷裂,保溫 60 min后含量顯著降低。其間,愈創(chuàng)木基、紫丁香基和對(duì)羥基苯基 3種木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元均大量溶出,含有較多甲氧基的紫丁香基結(jié)構(gòu)單元木質(zhì)素結(jié)構(gòu)比愈創(chuàng)木基木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元更易脫除,在蒸煮初期就開始大量溶出。
[1] 楊紅穗,張?jiān)?大麻紡織應(yīng)用前景及研究現(xiàn)狀[J].紡織學(xué)報(bào),1999,20(4):62.
[2] 吳紅玲,蔣少軍,丁麗文.大麻纖維性能及其產(chǎn)品的研制生產(chǎn)[J].毛紡科技,2004(6):36.
[3] 高 欣,陳克利.世界工業(yè)用大麻稈制漿造紙工業(yè)應(yīng)用與研究的回顧與展望[J].西南造紙,2006,35(6):7.
[4] 何 潔,劉 忠.大麻芯稈漿打漿性能及配抄涂布原紙的研究[J].中國(guó)造紙,2010,29(7):28.
[5] 《制漿造紙手冊(cè)》編寫組.制漿造紙手冊(cè).第一分冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1987.
[6] 石淑蘭,何福望.制漿造紙分析與檢測(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2003.
[7] Lundquist K,Ohlsson B,Simonson R,et al.Isoland of Lignin by mean of liguid-liquid extracted[J]. Svensk Papperstidn,1977,80:143.
[8] Bjokman A.Studied on Finely Divided Wood Part I.Extraction of Liqnin with Nectral Solvents[J].Svensk Papperstidn, 1956,59:477.
[9] 王 健.棉稈制漿漂白新工藝及其機(jī)理的研究[D].廣州:華南理工大學(xué),2006.
[10] 中野準(zhǔn)三.木質(zhì)素的化學(xué)-基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].高 潔,鮑 禾,李中正,譯.北京:輕工業(yè)出版社,1988.
[11] 陳嘉翔,余家鶯.植物纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究方法[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1989.
[12] 付時(shí)雨.生物漂白過程木素結(jié)構(gòu)的紅外光譜分析[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),2000,8(2):30.
[13] 金小娟.三倍體毛白楊的木素結(jié)構(gòu)及其在制漿漂白過程中的變化[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2005.
[14] 劉鑫宇.三倍體毛白楊木素結(jié)構(gòu)的研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2004.
[15] 時(shí)留新,朱超宇,周永生.稻草堿法蒸煮反應(yīng)歷程的研究[J].黑龍江造紙,2004(4):4.
[16] 詹懷宇.制漿原理與工程[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2009.
[17] 何蘭芳,常風(fēng)眉,高 潔.甘蔗皮中木素的結(jié)構(gòu)特征[J].中國(guó)造紙,1987,6(6):33.
[18] 寧豐收,陳嘉翔.廣州青籬竹 KP和NaOH-AQ法制漿 (續(xù))[J].中國(guó)造紙,1987,6(6):15.
Delign ification M echan is m of Hemp Core Soda-AQ pulping
HE Jie1,2,*L IU Zhong1
(1.Tianjin Key Lab of Pulp and Paper,Tianjin U niversity of Science and Technology,Tianjin,300457;2.Yunnan Province Key Lab of Pulp and Paper,Kunm ing University of Science and Technology,Kunm ing,Yunnan Province,650224)
The lignin of hemp core was isolated and analyzed by FT-I R and13C-NMR.The results showed that the lignin structure of hemp core was similar to those of hardwoods.Then,delignificationmechanism of hemp core Soda-AQ pulpingwas studied.The results showed that the delignification of Soda-AQ cooking could be divided into 3 stages:the initial delignification stage,which was from temperature beginning rising to 145℃,and its delignification rate was about 32%;the bulk delignification stage,which was the temperature from 145℃ to 165℃and at this temperature for 60min,the total delignification rate closed to 90%;the supplementary delignification stage,which was from the end of bulk delignification stage to the end of cooking.And,in order to study the change of lignin structure in the cookingprocess,the alkali lignin structure was analyzed by FT-IR and13C-NMR.
hemp core;delignification mechanis m;lignin structure
TS749+.7;TS743.11
A
0254-508X(2011)06-0041-06
何 潔女士,博士;主要研究方向:制漿造紙節(jié)能清潔化生產(chǎn)。
(*E-mail:redvivi@163.com)
2011-01-29(修改稿)
(責(zé)任編輯:馬 忻)