采用冷堿抽提工藝改善溶解漿纖維素純度的研究

田　超　鄭林強(qiáng)　苗慶顯　倪永浩3,

(1.中國(guó)制漿造紙研究院,北京,100102；2.制漿造紙國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,北京,100102；

3.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；4.新布倫瑞克大學(xué)

Limerick制漿造紙中心,加拿大弗雷,E3B5A3；5.福建農(nóng)林大學(xué),福建福州,350002)

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采用冷堿抽提工藝改善溶解漿纖維素純度的研究

田超1,2,3,4鄭林強(qiáng)4苗慶顯5倪永浩3,4

(1.中國(guó)制漿造紙研究院,北京,100102；2.制漿造紙國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,北京,100102；

3.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；4.新布倫瑞克大學(xué)

Limerick制漿造紙中心,加拿大弗雷,E3B5A3；5.福建農(nóng)林大學(xué),福建福州,350002)

摘要：纖維素純度是溶解漿質(zhì)量的首要要求。本研究采用冷堿抽提工藝，對(duì)溶解漿進(jìn)行純化處理，探討了冷堿抽提主要工藝條件對(duì)抽提效果的影響；并與聚木糖酶處理工藝進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，堿濃是影響抽提效果的最主要因素，在堿濃22%、漿濃20%、溫度35℃、時(shí)間1 h抽提條件下，某預(yù)水解硫酸鹽闊葉木溶解漿的α-纖維素含量由94.84%提高至98.51%；冷堿抽提對(duì)聚木糖類(lèi)半纖維素具有很高的選擇性,聚葡萄糖甘露糖類(lèi)半纖維素需要冷堿抽提堿濃達(dá)到10%以上開(kāi)始溶出；冷堿抽提在提高溶解漿纖維素純度方面的作用明顯優(yōu)于聚木糖酶處理。

關(guān)鍵詞：溶解漿；α-纖維素；冷堿抽提；半纖維素；聚木糖酶

Improving the Cellulose Purity of Dissolving Pulp by Cold Caustic Extraction

TIAN Chao1,2,3,4,*ZHENG Lin-qiang4MIAO Qing-xian5NI Yong-hao3,4

溶解漿是目前除棉花外獲取高純度纖維素的主要原料。以溶解漿為原料生產(chǎn)的粘膠纖維、玻璃紙、醋酸纖維、硝化纖維、羧甲基纖維素、微晶纖維素等纖維素衍生物/功能材料,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于紡織、食品、日化、造紙、制藥等行業(yè)領(lǐng)域[1-2],是諸多石油基工業(yè)原料的綠色替代品。

溶解漿的突出特點(diǎn)是纖維素純度高(90%～99%), 只含有少量的半纖維素(2%～4%)以及微量的木素、抽出物和礦物質(zhì)[3],同時(shí)其制漿得率也較低,一般只有30%～35%(相對(duì)于纖維原料)[1, 4-5]。纖維素純度(通常以α-纖維素或甲等纖維素含量表示)作為溶解漿首要質(zhì)量要求,決定著纖維素衍生產(chǎn)品的質(zhì)量,也影響到溶解漿在下游產(chǎn)品生產(chǎn)中的加工性能。根據(jù)纖維素純度和所針對(duì)的目標(biāo)產(chǎn)品的不同,溶解漿還可以被進(jìn)一步劃分為兩個(gè)等級(jí),即普通溶解漿和特種纖維素(Speciality Cellulose), 前者α-纖維素含量一般介于 90%～96%之間, 占溶解漿總產(chǎn)量的 75%～80%, 主要用于生產(chǎn)粘膠纖維、 玻璃紙、 Lyocell纖維等產(chǎn)品, 后者α-纖維素含量一般高于96%, 占溶解漿總產(chǎn)量的20%～25%,主要針對(duì)醋酸纖維、硝化纖維等對(duì)纖維素純度要求極高的產(chǎn)品[6]。

冷堿抽提是從植物纖維原料中分離短鏈碳水化合物的基本方法,是去除化學(xué)漿中的半纖維素、提高漿料α-纖維素含量的有效途徑[7-10]。冷堿抽提的溫度通常低于40℃,其原理主要是利用堿液對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的潤(rùn)脹作用促使短分子鏈物質(zhì)溶出,堿與纖維素之間很少發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可以看作是一種物理溶解,因此冷堿抽提具有一些突出優(yōu)勢(shì)：①由于化學(xué)反應(yīng)很少,所以被處理漿料的得率損失較小,純度也較高；②堿的反應(yīng)消耗極低,抽提液具有較高的重復(fù)利用價(jià)值；③溶解于抽提液中的碳水化合物(主要是半纖維素),可以提取后進(jìn)行高附加值利用[11-15]。因此,通過(guò)冷堿抽提對(duì)溶解漿進(jìn)行純化處理可以實(shí)現(xiàn)較高的資源利用效率。

針對(duì)一些溶解漿廠在提升產(chǎn)品質(zhì)量或者將普通溶解漿升級(jí)為特種纖維素方面的需求,本研究采用冷堿抽提工藝、以提高α-纖維素含量為主要目標(biāo)對(duì)溶解漿進(jìn)行純化處理,探討了冷堿抽提的堿濃、漿濃、抽提時(shí)間等主要工藝參數(shù)對(duì)抽提效果的影響,并對(duì)冷堿抽提液中的碳水化合物組分進(jìn)行測(cè)定分析,以掌握冷堿抽提過(guò)程中溶解漿的碳水化合物溶出機(jī)制；此外還對(duì)冷堿抽提和聚木糖酶處理在提高溶解漿纖維素純度方面的效果進(jìn)行了對(duì)比。

1實(shí)驗(yàn)

1.1溶解漿樣品

本研究采用兩種商品溶解漿樣品：DP-A,預(yù)水解硫酸鹽闊葉木溶解漿,產(chǎn)自加拿大東部；DP-B,酸性亞硫酸鹽針葉木溶解漿,產(chǎn)自加拿大西部。

1.2冷堿抽提

將溶解漿樣品撕成小片,取20 g(絕干)裝入PE塑料袋中,加入一定濃度的堿液混合均勻,放入水浴鍋中保溫至規(guī)定時(shí)間,中間每隔15～20 min揉搓1次。冷堿抽提完成后首先將抽提液盡可能擠出,并用玻璃纖維濾紙(Glass Microfiber Filter 691,VWR)過(guò)濾抽提液,根據(jù)需要進(jìn)行下一步檢測(cè)；抽提后的漿在布氏漏斗中用去離子水洗滌至中性備用。

1.3聚木糖酶處理

取20 g溶解漿樣品(絕干)裝入PE塑料袋中,加去離子水至所需漿濃,并用稀硫酸調(diào)整至目標(biāo)pH值,然后加入酶液(聚木糖酶,CKN01001,Novozymes),快速、充分地將酶液與漿料混合均勻,放入水浴鍋中保溫至規(guī)定時(shí)間。完成處理后,把漿料投入95℃的熱水中進(jìn)行滅活,然后用去離子水洗滌干凈備用。

1.4α-纖維素含量檢測(cè)

溶解漿樣品的α-纖維素含量檢測(cè)參照Tappi標(biāo)準(zhǔn)T 203 cm-09[16]進(jìn)行。

1.5冷堿抽提液的碳水化合物分析

在進(jìn)行碳水化合物分析前,已過(guò)濾的冷堿抽提液首先要經(jīng)過(guò)兩步酸水解使其中的聚糖轉(zhuǎn)化為單糖：①取1 mL冷堿抽提液與3 mL濃度為72%的硫酸混合均勻,在30℃的恒溫水浴中保溫60 min；②在上述液體中加入82 mL去離子水,使整個(gè)體系中的硫酸濃度降至4%,然后放入高壓滅菌鍋中在121℃下保溫60 min[17-18]。

將水解后的冷堿抽提液稀釋至適宜的倍數(shù),調(diào)節(jié)pH值在4～6之間,用離子色譜(IC)測(cè)定其中的單糖濃度。

2結(jié)果與討論

2.1冷堿抽提對(duì)溶解漿α-纖維素含量的影響

2.1.1堿濃的影響

在冷堿抽提中,堿濃是影響纖維潤(rùn)脹程度的主要因素,因此也必然對(duì)抽提效果有重要影響[19]。經(jīng)過(guò)不同堿濃的冷堿抽提后,溶解漿樣品DP-A和DP-B的α-纖維素含量變化如圖1所示。

圖1　冷堿抽提堿濃對(duì)溶解漿α-纖維素含量的影響

由圖1可以看出，對(duì)于初始α-纖維素含量為94.84%的樣品DP-A,當(dāng)堿濃由3%增加至22%時(shí),其α-纖維素含量從95.46%提高至98.51%；在堿濃達(dá)到14%之前,堿濃增加對(duì)α-纖維素含量的提高作用較為顯著,之后α-纖維素含量的增加趨于平緩；對(duì)初始α-纖維素含量為96.09%的樣品DP-B,堿濃由10%增加至14%時(shí),其α-纖維素含量也由97.42%提高至97.73%。由此可見(jiàn),適度增加堿濃對(duì)于提高冷堿抽提效果是有利的。在粘膠纖維生產(chǎn)的堿化或絲光化工段中,用于溶解漿冷堿抽提的堿濃可以高達(dá)22%[20]。

在冷堿抽提過(guò)程中,堿對(duì)纖維素的潤(rùn)脹作用可以根據(jù)堿濃變化分為兩個(gè)階段：在低堿濃階段,纖維素的潤(rùn)脹程度隨堿濃的增加而提高；在高堿濃階段,情況則正好相反。這一現(xiàn)象源自變化趨勢(shì)相反的兩個(gè)因素的共同作用,即氫氧根離子進(jìn)入纖維素結(jié)構(gòu)內(nèi)部的深度和以水合氫氧根離子的形式進(jìn)入纖維素結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分子的數(shù)量,前者隨堿濃的增加而增加,后者隨堿濃的增加而減少。在堿濃不斷增加情況下,這兩個(gè)因素先后占據(jù)主導(dǎo)地位,造成了纖維素潤(rùn)脹程度的階段性變化；使纖維素潤(rùn)脹程度達(dá)到峰值的堿濃,則因纖維素原料的特性以及冷堿抽提條件的不同而有所差異[3, 21]。研究表明,濃度為10%左右的堿液通常具有最佳的纖維素潤(rùn)脹效果[10, 19]。

對(duì)樣品DP-A而言,在堿濃達(dá)到14%前,α-纖維素含量相對(duì)快速地提高顯然得益于纖維潤(rùn)脹程度的發(fā)展,之后α-纖維素含量的增幅減小則有可能與纖維潤(rùn)脹程度達(dá)到峰值后下降有關(guān)。陳燦等人[19]在對(duì)硫酸鹽竹漿進(jìn)行冷堿抽提處理時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著堿濃的增加,漿料中的半纖維素加速溶出,同時(shí)α-纖維素含量不斷上升,在堿濃為10%時(shí),漿料的α-纖維素含量達(dá)到最大值。

2.1.2漿濃的影響

溶解漿樣品DP-A和DP-B在經(jīng)過(guò)不同漿濃的冷堿抽提后,α-纖維素含量的變化情況如圖2所示。

圖2　冷堿抽提漿濃對(duì)溶解漿α-纖維素含量的影響

圖2表明,在采用較低堿濃(4%)對(duì)樣品DP-A進(jìn)行漿濃分別為10%和20%的冷堿抽提時(shí),樣品的α-纖維素含量幾乎沒(méi)有變化,漿濃提高至30%后,α-纖維素含量略有下降；對(duì)樣品DP-B的抽提采用較高堿濃(10%),當(dāng)漿濃由20%提高至33%時(shí),其α-纖維素含量的微降幾乎可以忽略不計(jì)。

冷堿抽提作為一種接近于物理溶解的過(guò)程,“溶劑”的用量理應(yīng)對(duì)短鏈碳水化合物的溶出程度產(chǎn)生影響,但從本實(shí)驗(yàn)的情況來(lái)看,這種影響并不顯著。由于冷堿抽提采用的堿濃一般比較高,因此從成本的角度考慮,可以盡量采用較高的漿濃進(jìn)行冷堿抽提。

2.1.3時(shí)間的影響

冷堿抽提時(shí)間對(duì)溶解漿樣品DP-B的α-纖維素含量的影響如圖3所示。

圖3　冷堿抽提時(shí)間對(duì)溶解漿α-纖維素含量的影響

圖3表明,在33%和20%兩種漿濃條件下,當(dāng)抽提時(shí)間從1 h延長(zhǎng)至4 h時(shí),樣品DP-B的α-纖維素含量分別提高0.71個(gè)百分點(diǎn)和0.45個(gè)百分點(diǎn),特別是在1 h到2 h的區(qū)間內(nèi),提高幅度相對(duì)明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示,以20%漿濃進(jìn)行冷堿抽提的效果要略好于33%漿濃,這一現(xiàn)象與2.1.2的結(jié)果相一致。

Lacerda等人[22]在對(duì)劍麻硫酸鹽漿進(jìn)行冷堿抽提時(shí)得到了類(lèi)似但更為明顯的效果,當(dāng)冷堿抽提時(shí)間從1 h增加至3 h時(shí),漿的α-纖維素含量從95%提高至98%,半纖維素含量從5%下降至2%。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)描述,液態(tài)堿對(duì)纖維素的堿化和潤(rùn)脹作用非常迅速,在幾分鐘內(nèi)即可完成[21]。但低分子質(zhì)量物質(zhì)從纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部向堿液擴(kuò)散的過(guò)程則相對(duì)緩慢,并且受到堿液濃度的影響。因此,單就效果而言,冷堿抽提時(shí)間的延長(zhǎng)有助于短鏈碳水化合物的充分溶出,使抽提后的漿粕獲得更高的纖維素純度。

2.1.4溫度的影響

冷堿抽提溫度對(duì)樣品DP-B的α-纖維素含量的影響如圖4所示。

圖4　冷堿抽提溫度對(duì)溶解漿α-纖維素含量的影響

圖4表明，當(dāng)抽提溫度由20℃提高至60℃時(shí),樣品DP-B的α-纖維素含量下降了約0.5個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn),過(guò)高的抽提溫度會(huì)對(duì)抽提效果產(chǎn)生不利影響。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能源自?xún)蓚€(gè)方面的原因：①?gòu)奈锢碜兓慕嵌?溫度對(duì)纖維素在堿液中的潤(rùn)脹有重要影響,一般而言,纖維素在低溫堿液中的潤(rùn)脹程度要大于高溫堿液,因此較低的抽提溫度有利于短鏈碳水化合物的充分溶出[21, 23-26]；②從化學(xué)變化的角度,雖然纖維素在低溫條件下與堿的化學(xué)作用很少,但是仍然會(huì)發(fā)生少量的降解反應(yīng)，如剝皮反應(yīng)和堿性水解[21, 27-28],抽提溫度的升高有助于這些反應(yīng)的進(jìn)行,因此在溶解漿中形成更多新的短分子鏈物質(zhì),從而影響α-纖維素含量的測(cè)定結(jié)果。

2.2冷堿抽提液的碳水化合物分析

為了進(jìn)一步掌握溶解漿在冷堿抽提過(guò)程中的化學(xué)組分變化以及短鏈碳水化合物的溶出機(jī)制,本研究對(duì)樣品DP-A進(jìn)行了一系列堿濃的冷堿抽提,并對(duì)所得冷堿抽提液進(jìn)行碳水化合物分析。經(jīng)過(guò)酸水解后,冷堿抽提液中各糖類(lèi)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖5所示。

圖5　冷堿抽提液中的糖類(lèi)組分隨抽提堿濃的變化

圖5表明,水解抽提液中的葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨抽提堿濃的不斷增加而呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì),在抽提堿濃為10%左右時(shí),葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增幅最為顯著,并在堿濃為12%時(shí)達(dá)到峰值。如前所述,纖維素的潤(rùn)脹程度隨抽提堿濃的不斷提高同樣存在先升后降的過(guò)程[3, 21]。因此可以推斷,溶解漿在低堿濃下(2%～12%)隨著潤(rùn)脹程度的不斷提高而被溶出越來(lái)越多的低分子質(zhì)量纖維素,達(dá)到高堿濃后(12%～22%)隨著纖維素潤(rùn)脹程度的下降,低分子質(zhì)量纖維素的溶出受阻,抽提液中的溶出纖維素隨之減少。

聚木糖類(lèi)半纖維素是冷堿抽提過(guò)程中脫除效率最高的一類(lèi)短鏈碳水化合物，由圖5不難發(fā)現(xiàn),在所有堿濃的冷堿抽提液中,木糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他糖類(lèi)組分,總體上占到抽提液總糖含量的80%以上,也由此驗(yàn)證了冷堿抽提對(duì)脫除纖維素材料中的聚木糖類(lèi)半纖維素具有極高的選擇性。Mozdyniewicz等人[29]在對(duì)樺木亞硫酸鹽溶解漿的冷堿抽提液進(jìn)行碳水化合物分析時(shí)也得到了相近的結(jié)果。與葡萄糖的變化趨勢(shì)不同,抽提液中的木糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在抽提堿濃達(dá)到14%后基本趨于穩(wěn)定,即更高的抽提堿濃對(duì)于脫除聚木糖類(lèi)半纖維素沒(méi)有顯著的強(qiáng)化作用。

除了聚木糖類(lèi)半纖維素,闊葉木中通常也存在少量聚葡萄糖甘露糖類(lèi)半纖維素[30]。從圖5可知，在抽提堿濃達(dá)到10%以前,抽提液中的甘露糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直為0,之后甘露糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨抽提堿濃的增加而迅速提高,直至抽提堿濃達(dá)到20%才趨于穩(wěn)定。這說(shuō)明,溶解漿中的聚葡萄糖甘露糖類(lèi)半纖維素需要較高的抽提堿濃才能夠被除去。但總體而言,聚葡萄糖甘露糖類(lèi)半纖維素在闊葉木溶解漿中的含量很小,抽提液中的甘露糖濃度最高只達(dá)到木糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1/10。

由于木糖是水解抽提液中最主要的糖類(lèi)組分,因此抽提液的總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨抽提堿濃的變化規(guī)律與木糖基本一致,均在抽提堿濃達(dá)到14%后趨于穩(wěn)定。按圖1所示結(jié)果,溶解漿樣品的α-纖維素含量在抽提堿濃達(dá)到14%以后增長(zhǎng)趨緩,這一結(jié)果與抽提液中總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律正好吻合。

2.3冷堿抽提與半纖維素酶處理的對(duì)比

基于酶對(duì)底物的專(zhuān)一性,聚木糖酶、甘露聚糖酶等半纖維素酶在理論上可以用于降解溶解漿中的半纖維素,達(dá)到提高纖維素純度的效果。本研究對(duì)聚木糖酶處理和冷堿抽提在提高溶解漿纖維素純度方面的效果進(jìn)行了對(duì)比,具體處理?xiàng)l件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1結(jié)果表明,對(duì)樣品DP-A采用聚木糖酶處理只能使其α-纖維素含量提高不到0.5個(gè)百分點(diǎn),對(duì)聚戊糖含量的影響也很小。相比之下,冷堿抽提使樣品DP-A的α-纖維素含量提高了2.54個(gè)百分點(diǎn)、聚戊糖含量下降了2.82個(gè)百分點(diǎn),這意味著溶解漿中的聚戊糖去除率達(dá)到64%,效果明顯優(yōu)于聚木糖酶處理。

表1　聚木糖酶處理和冷堿抽提對(duì)溶解漿

注聚木糖酶處理：酶用量150 mL/t(對(duì)絕干漿),pH值6.7,反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間1 h,漿濃11%；冷堿抽提：堿濃10%,漿濃20%,抽提溫度35℃,抽提時(shí)間1 h。

對(duì)于半纖維素酶在去除化學(xué)漿半纖維素方面的效果,有研究者也得出了與本研究類(lèi)似的結(jié)果。Hakala等人[13]采用聚木糖酶處理漂白闊葉木硫酸鹽漿時(shí),在1000 nkat/g(對(duì)絕干漿)的酶用量下僅使?jié){料中12%的聚木糖降解為低聚木糖,而采用1 mol/L的NaOH溶液進(jìn)行冷堿抽提則可以脫除漿料中61%的聚木糖。Paice等人[31]發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)24 h的聚木糖酶處理,漂白闊葉木亞硫酸鹽漿的聚戊糖含量?jī)H由4.0%下降至3.6%。研究者們認(rèn)為,由于分子尺寸的原因,聚木糖酶只能接觸和降解位于纖維表面的聚木糖類(lèi)半纖維素,而無(wú)法對(duì)纖維中所有的此類(lèi)半纖維素形成有效接觸和降解[10, 13, 31-32]。

3結(jié)論

采用冷堿抽提工藝，對(duì)溶解漿進(jìn)行純化處理，探討了冷堿抽提主要工藝條件對(duì)抽提效果的影響；美其名曰與聚木糖酶處理工藝進(jìn)行對(duì)比。

3.1基于對(duì)短鏈碳水化合物的高效脫除作用,冷堿抽提工藝可以有效提高溶解漿的α-纖維素含量,堿濃20%、漿濃20%、抽提溫度35℃、抽提時(shí)間1 h的抽提條件下，某闊葉木預(yù)水解硫酸鹽溶解漿的α-纖維素含量由94.84%提高至98.51%。。

3.2堿濃是影響冷堿抽提效果的最主要因素。溶解漿的α-纖維素含量隨冷堿抽提堿濃的增加而不斷提高,在低堿濃(<14%)條件下這一效果更為顯著。

3.3對(duì)冷堿抽提液的碳水化合物分析發(fā)現(xiàn),冷堿抽提對(duì)溶解漿中聚木糖類(lèi)半纖維素的去除具有很高的選擇性,此類(lèi)半纖維素占抽提液中碳水化合物總量的80%以上；聚葡萄糖甘露糖類(lèi)半纖維素需要冷堿抽提堿濃達(dá)到10%以上開(kāi)始溶出。

3.4對(duì)闊葉木預(yù)水解硫酸鹽溶解漿,聚木糖酶處理未能發(fā)揮明顯的半纖維素脫除作用,與冷堿抽提的效果相差較大,主要原因在于酶分子無(wú)法對(duì)溶解漿中的半纖維素形成有效接觸。

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(責(zé)任編輯：常青)

·消息·

中國(guó)制漿造紙研究院“高轉(zhuǎn)移率速干型熱升華轉(zhuǎn)印紙的生產(chǎn)技術(shù)”

項(xiàng)目獲得中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)

2015年4月2日,中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)在河北石家莊召開(kāi)了中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)三屆五次理事會(huì)暨全國(guó)輕工行業(yè)工作座談會(huì)。大會(huì)對(duì)獲得2014年度中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目進(jìn)行了表彰,中國(guó)制漿造紙研究院 “高轉(zhuǎn)移率速干型熱升華轉(zhuǎn)印紙的生產(chǎn)技術(shù)” 項(xiàng)目獲得科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

該項(xiàng)技術(shù)包括底涂和面涂涂料配方的研發(fā)、涂料制備及涂布工藝的研發(fā)等。通過(guò)優(yōu)化配方,合理的涂層結(jié)構(gòu),合理的涂布工藝,使產(chǎn)品具有轉(zhuǎn)移率高、干燥速度快、轉(zhuǎn)印均勻等特性,解決了目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品存在的轉(zhuǎn)移率和干燥速度不能兼顧、轉(zhuǎn)印不均勻等問(wèn)題。該技術(shù)經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、中間試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)的開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證,技術(shù)成果已具備工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的水平,其產(chǎn)品綜合性能達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平,得到了用戶(hù)的肯定,并能連續(xù)供貨。該技術(shù)的進(jìn)一步推廣可以推動(dòng)熱升華轉(zhuǎn)印紙的品質(zhì)向高端發(fā)展,逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

·溶解漿·

(1.ChinaNationalPulpandPaperResearchInstitute,Beijing, 100102; 2.NationalEngineeringLab

forPulpandPaper,Beijing, 100102; 3.TianjinKeyLabofPulpandPaper,TianjinUniversityofScienceand

Technology,Tianjin,300457; 4.LimerickPulpandPaperCenter,UniversityofNewBrunswick,Fredericton,Canada,

E3B5A3; 5.FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,FujianProvince, 350002)

(*E-mail: ptrc2008@163.com)

Abstract：Cellulose purity is of critical importance for dissolving pulp. The cold caustic extraction (CCE) process was employed to purify dissolving pulps in this study. When a pre-hydrolysis kraft-based hardwood dissolving pulp was treated under the CCE conditions of 22% NaOH solution, 20% pulp consistency, 35℃， and 1 h duration, its α-cellulose content was increased from the original 94.84% to 98.51%.NaOH concentration was proved the dominator affecting the CCE result. CCE showed very high selectivity in extracting the xylan hemicellulose from pulp samples, while the glucomannan hemicellulose could only be removed under the NaOH concentrations above 10%. CCE was more effective than xylanase treatment in purifying dissolving pulp.

Key words：dissolving pulp; α-cellulose; cold caustic extraction (CCE); hemicellulose; xylanase

收稿日期：2014- 10- 28(修改稿)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS74

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0254- 508X(2015)04- 0001- 06

作者簡(jiǎn)介：田超先生，博士；主要研究方向：制漿化學(xué)與纖維素綜合利用。