溶解漿的質(zhì)量要求及其生產(chǎn)技術(shù)研究

王恬 譚曉峰 李曉婧 鄧強(qiáng) 劉丞

山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院 山東濟(jì)南 250102

溶解漿是制漿造紙行業(yè)的一個(gè)特殊產(chǎn)品，常用于纖維素及其衍生物的相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)。由于溶解漿的質(zhì)量要求相對(duì)較高，因此其生產(chǎn)過程對(duì)于原料、工藝以及設(shè)備等方面有著較高的要求，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的研究成為了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必須要關(guān)注的一個(gè)問題。

1 溶解漿及其用途

溶解漿是指纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥90%的高純度精致漿，又被稱為漿粕。溶解漿內(nèi)除了大量的纖維素以外，通常還會(huì)含有少量的半纖維素、木素、有機(jī)抽出物、礦物質(zhì)等成分，其總體含量一般在1-10%左右，幾乎不會(huì)對(duì)溶解漿中的纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量分布造成影響[1]。

溶解漿生產(chǎn)再生纖維素以及纖維素衍生物等產(chǎn)品的重要原料，大致可以范圍黏膠纖維與纖維素酯兩大類產(chǎn)品。其中黏膠纖維是將溶解漿原料進(jìn)行了堿化、老化、黃化、酸化等一系列工序處理后再生成纖維素，然后經(jīng)過紡絲工藝制成纖維素纖維，用于無紡布、汽車輪胎簾子線、玻璃紙、海綿等產(chǎn)品的生產(chǎn)。纖維素酯則屬于纖維素經(jīng)過酸化處理后的衍生物，常見的有醋酸纖維素、硝化纖維素、醚化纖維素等，可用于塑料制品、液晶顯示屏、油漆、炸藥、粘合劑、食品添加劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2 溶解漿的質(zhì)量要求

2.1 α-纖維素含量

α-纖維素是溶解漿的主要成分。其含量與溶解漿純度以及生產(chǎn)成本成正比關(guān)系。低等級(jí)溶解漿中α-纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜90%，在中等級(jí)溶解漿中其質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求為90-95%，高等級(jí)溶解漿則要求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞95%。

2.2 半纖維素含量

半纖維素在溶解漿中的含量雖然不高，但卻會(huì)對(duì)纖維素產(chǎn)品的生產(chǎn)造成一定的影響，使其在酸、堿處理過程中發(fā)生變色。

2.3 殘余木質(zhì)和白度

溶解漿殘余木質(zhì)的含量一般以卡伯值進(jìn)行表示，要求＜0．2～0．5個(gè)單位，即殘余木質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0．05%。溶解漿殘余木質(zhì)是影響產(chǎn)品白度的主要因素，在部分對(duì)白度要求較高的產(chǎn)品生產(chǎn)中，要求其白度應(yīng)達(dá)到95%以上[2]。

2.4 吸堿值

吸堿值代表溶解漿纖維素與堿的反應(yīng)性能，吸堿值越高代表產(chǎn)品質(zhì)量越好，但過高會(huì)導(dǎo)致浸漬溫度大大提高，增加產(chǎn)品生產(chǎn)能耗，而過低則會(huì)導(dǎo)致溶解漿毛細(xì)孔隙度降低，堿比不均勻。在實(shí)際生產(chǎn)中需要將產(chǎn)品吸堿值控制在相對(duì)穩(wěn)定的水平。

2.5 反應(yīng)性能

溶解漿的反應(yīng)性能越高表示產(chǎn)品均勻性越好，能夠降低生產(chǎn)過程中的化學(xué)藥品消耗從而節(jié)省成本，降低有害物質(zhì)的產(chǎn)生，通常以濾阻值和顆粒含量、酸代度(γ值)和Fock反應(yīng)性能進(jìn)行表示。

2.6 無機(jī)組分以及金屬離子

溶解漿中的無機(jī)組分以及過渡金屬離子過多會(huì)對(duì)纖維素相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)造成不利的影響。例如，F(xiàn)e2+和少量Cu2+會(huì)使溶解漿的光誘導(dǎo)返黃、SiO2會(huì)影響?zhàn)つz纖維的老化時(shí)間和過濾性能。

3 溶解漿生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制

3.1 纖維原料

隨著傳統(tǒng)的棉短絨、針葉木等傳統(tǒng)的生產(chǎn)原料的供應(yīng)緊張，導(dǎo)致生產(chǎn)成本不斷提高，一些非木材原料也逐漸開始用于溶解漿的生產(chǎn)，例如竹子、闊葉木、蘆葦、蔗渣等。但這些非木材纖維原料存在得漿率低且生產(chǎn)的溶解漿質(zhì)量相對(duì)較差等問題。因此，在溶解漿的生產(chǎn)中，必須要對(duì)所使用的纖維原料種類進(jìn)行科學(xué)的論證，保證其能夠有效的降低生產(chǎn)成本，能夠持續(xù)供應(yīng)，且對(duì)于溶解漿質(zhì)量的影響較小。

3.2 蒸煮

當(dāng)前溶解漿生產(chǎn)主要使用的蒸煮工藝為預(yù)水解硫酸鹽法，其相較于過去的酸性亞硫酸鹽法不僅能夠較好的脫出原料中的木素、半纖維素，還具有較高的漂白效率。在溶解漿的蒸煮工藝上，要合理的確定工藝條件，在保護(hù)纖維素不被降解的基礎(chǔ)上盡可能的將原料中的雜質(zhì)部分去除，保持溶解漿較好的均勻性。

3.3 漂白

在溶解漿的漂白工藝中，除了要進(jìn)一步的脫出其中的雜質(zhì)以外，還能夠?qū)w維素黏度、聚合度、反應(yīng)性能等方面進(jìn)行調(diào)整。目前常用的漂白工藝主要有有氧脫木素（0）、二氧化氯漂白（D）、過氧化氫漂白（P）等，其中脫氧木素對(duì)纖維素的損傷較大，應(yīng)注意控制反應(yīng)程度；二氧化氯對(duì)于纖維素?fù)p傷較輕，是較好的漂白試劑；過氧化氫多用于工藝末段，能夠在漂白的同時(shí)避免漿料反黃。

3.4 精制

精制工藝能夠?qū)θ芙鉂{中的雜質(zhì)進(jìn)一步清除并提高其反應(yīng)性能，通常情況下可以與漂白工藝交叉進(jìn)行。常用的精制工藝主要有堿抽提、酸處理和酶處理等。堿抽提又可以分為熱堿抽提和冷堿抽提，對(duì)于使用了酸性亞硫酸鹽蒸煮工藝的漿料效果較好，在需要設(shè)置堿液回收系統(tǒng)；酸處理能夠有效的去除抗堿性半纖維素，同時(shí)還能夠減少漿料的金屬離子與灰分含量；酶處理中主要使用纖維素酶來降低纖維素黏度和性對(duì)分子質(zhì)量、提高其反應(yīng)性能，使用半纖維素酶來去除漿料中的雜質(zhì)，需根據(jù)具體原料來調(diào)整酶的用量。

3.5 其他工藝

除上述工藝以外，微波處理、電離子輻射處理、離子液處理以及機(jī)械處理等工藝也經(jīng)常用于溶解漿生產(chǎn)中，能夠有效的減少漿料雜質(zhì)，提高反應(yīng)性能[3]。