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一种改善阔叶木碱性过氧化氢机械浆(APMP)精磨浆的方法与流程

2022-10-22 06:06:10 来源:中国专利 TAG:
一种改善阔叶木碱性过氧化氢机械浆(apmp)精磨浆的方法
技术领域
1.本发明属于制浆造纸工程技术领域,涉及一种改善阔叶木apmp精磨浆的方法。


背景技术:

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.阔叶木一般指双子叶植物类的树木,包括杨树、桉木、桦木和相思木等,为重要的制浆造纸纤维原料。从制浆方法上来说,原生浆有化学浆和高得率浆。碱性过氧化氢机械浆(apmp)为重要的高得率制浆方法,与化学浆相比,apmp 制浆设备投资低、制浆得率高、废水污染负荷少和纸浆的某些性能指标上有优势,如高的松厚度、挺度、油墨吸收性和不透明度。因此,apmp浆迅速发展,应用领域不断扩大,在新闻纸、生活用纸、包装纸、胶印书刊纸、低定量涂布纸和超级压光纸等印刷用纸有广泛的应用。apmp浆的生产和应用也存在一些问题,主要有磨浆能耗高、纤维切断程度大、细小纤维含量高、滤水性能差、物理强度低,白度稳定性差。这些弊端限制了apmp浆进一步的发展和应用。
4.apmp磨浆过程分为两步:首先将木片离解成单根纤维,尽量减少碎片生成及保持纤维长度。这个阶段,磨浆浓度应高些,磨浆间隙大些,使木片在相互摩擦作用下解离,减少纤维的切断,为粗磨浆过程;其后是纤维束及纤维进一步解离与细纤维化,纤维应受到较多的机械作用,增加单位时间纤维与齿盘刀缘接触的次数,磨浆浓度应低些,盘磨间隙小些,为精磨浆阶段。从磨浆过程来看,精磨浆对磨浆能耗和纸浆性能影响大,纤维改性是改善阔叶木apmp浆精磨浆过程和产品质量的其中一项重要途径。


技术实现要素:

5.为了改善阔叶木apmp浆的生产和产品质量,本发明提供了一种改善apmp 浆精磨浆的方法。
6.为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
7.本发明的第一个方面,提供了一种改善阔叶木碱性过氧化氢机械浆apmp 精磨浆的方法,包括:
8.将粗磨后浆料浓缩,得到浓缩浆;
9.采用lioh/thf溶液对所述浓缩浆进行短时超声处理,洗涤,浓缩,得到浆料;
10.将所述浆料进行精磨,即得。
11.本发明的第二个方面,提供了上述的改善阔叶木碱性过氧化氢机械浆apmp 精磨浆的方法制备的精磨浆。
12.本发明的第三个方面,提供了lioh/thf溶液改善阔叶木碱性过氧化氢机械浆apmp精磨浆性能中的应用,所述性能包括:磨浆能耗、滤水性能、物理强度、纸页的表面强度、纸浆的抄造性能。
13.本发明的有益效果
14.(1)纤维处理条件温和,易于实施。本发明可降低磨浆能耗,减少纤维的切断作用和细小纤维的生成,改善纸浆的滤水性能和物理强度;强化导管细胞的软化,提高纸页的表面强度,相应有利于提高纸浆的抄造性能。
15.(2)本发明制备方法简单、实用性强,易于推广。
具体实施方式
16.应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
17.一种改善apmp浆精磨浆的技术,包括如下步骤:将粗磨后浆料浓缩至浆浓 25-35%,采用lioh/thf(四氢呋喃)溶液进行短时超声处理,处理后的浆料洗涤,浓缩至浆浓20-25%,然后浆料进入盘磨进行精磨浆处理。
18.apmp浆得率高,纤维组分被较好保留,细胞壁结构致密,纤维为层状结构,外部的初生壁p层和次生壁外层s1微细纤维为随机排列的网状结构,木素为愈创木基和紫丁香基结构单元,p和s1层结构致密,对机械作用和化学作用的阻力大,限制了次生壁中层s2的吸水润胀、细纤维化和分丝帚化效应。因此,需要较高的打浆能量先将p和s1打碎破除,反之则难以获得合适的打浆度和理想的纤维形态。这不仅增加了磨浆能耗,而且过高的打浆能量使纤维过度切断,产生大量的细小纤维。lioh/thf溶液超声处理可以有效润胀微细纤维界面,弱化连接,疏松微细纤维间的木素和半纤维素连接,可针对性疏松纸浆纤维p和s1层,有利于在后续精磨段的脱除,微细纤维间的弱化可促进次生壁中层s2层的吸收润胀和细纤维化效应。
19.在一些实施例中,所述原料为阔叶木apmp一段粗磨后的纸浆。
20.在一些实施例中,lioh/thf溶液的浓度为1-3%(m/v)。
21.在一些实施例中,处理条件为lioh/thf溶液用量0.05-0.12g/g浆,超声时间20-80s,温度40-60℃。
22.在一些实施例中,所述apmp浆的制浆流程包括:木片汽蒸、一段挤压、一段化学浸渍、二段挤压、二段化学浸渍、粗磨浆、洗涤、精磨浆、消潜。
23.在一些实施例中,所述阔叶木包括:杨木、桉木、相思木、桦木。
24.下面结合具体的实施例,对本发明做进一步的详细说明,应该指出,所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
25.实施例1
26.采用常规二段挤压浸渍处理制取杨木apmp浆,流程为:杨木片汽蒸

一段挤压

一段化学浸渍

二段挤压

二段化学浸渍

粗磨浆

洗涤

精磨浆

消潜。一段化学处理条件为:naoh用量3.1%,h2o2用量3.0%,na2sio3用量2.3%, mgso4用量0.04%,乙二胺四乙酸用量0.2%,温度65℃,液比1:4,时间60min。二段化学处理工艺条件为:naoh用量3.2%,h2o2用量3.3%,na2sio3用量2.5%, mgso4用量0.04%,乙二胺四乙酸用量0.3%,温度70℃,液比1:4,时间60min。然后进行粗磨浆、洗涤、精磨浆和消潜处理,得到杨木apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为47.5
°
sr,能耗为1423kw
·
h/t浆,白度76.7%iso,松厚度
2.26cm3·
g-1
,耐破指数2.76kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数43.5n
·
m/g,撕裂指数 2.75mn
·
m2·
g-1
,表面强度0.81m/s。
27.采用本发明技术进行杨木apmp浆生产,杨木片汽蒸、挤压、化学浸渍处理和粗磨浆与上述常规处理相同,粗磨后浆料浓缩至浆浓30%,采用lioh/thf 溶液浓度为2%(m/v),lioh/thf溶液用量0.08g/g浆,超声时间80s,温度 50℃,lioh/thf溶液处理后,浓缩至浆浓20%进行精磨浆。然后进行消潜处理,得到apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为47.6
°
sr,能耗为 1256kw
·
h/t浆,白度76.8%iso,松厚度2.27cm3·
g-1
,耐破指数2.92kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数49.3n
·
m/g,撕裂指数2.98mn
·
m2·
g-1
,表面强度1.05m/s。
28.实施例2
29.采用常规一段挤压浸渍处理制取桉木apmp浆,流程为:桉木片汽蒸

挤压

化学浸渍

粗磨浆

洗涤

精磨浆

消潜。化学处理条件为:naoh用量3.5%, h2o2用量3.3%,na2sio3用量2.5%,mgso4用量0.05%,乙二胺四乙酸用量0.3%,温度75℃,液比1:4,时间70min。然后进行粗磨浆、洗涤、精磨浆和消潜处理,得到桉木apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为43.2
°
sr,能耗为 1517kw
·
h/t浆,白度74.2%iso,松厚度2.52cm3·
g-1
,耐破指数2.32kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数38.2n
·
m/g,撕裂指数2.32mn
·
m2·
g-1
,表面强度0.68m/s。
30.采用本发明技术进行桉木apmp浆生产,桉木片汽蒸、挤压、化学浸渍处理和粗磨浆与上述常规处理相同,粗磨后浆料浓缩至浆浓35%,采用lioh/thf 溶液浓度为1%(m/v),lioh/thf溶液用量0.12g/g浆,超声时间60s,温度 60℃,lioh/thf溶液处理后,浓缩至浆浓22%进行精磨浆。然后进行消潜处理,得到apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为43.4
°
sr,能耗为 1328kw
·
h/t浆,白度74.8%iso,松厚度2.67cm3·
g-1
,耐破指数2.58kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数42.6n
·
m/g,撕裂指数2.58mn
·
m2·
g-1
,表面强度0.85m/s。
31.实施例3
32.采用常规二段挤压浸渍处理制取相思木apmp浆,流程为:相思木片汽蒸

一段挤压

一段化学浸渍

二段挤压

二段化学浸渍

粗磨浆

洗涤

精磨浆

消潜。一段化学处理条件为:naoh用量3.2%,h2o2用量3.1%,na2sio3用量2.4%,mgso4用量0.04%,乙二胺四乙酸用量0.2%,温度68℃,液比1:4,时间65min。二段化学处理工艺条件为:naoh用量3.3%,h2o2用量3.4%,na2sio3用量2.4%,mgso4用量0.04%,乙二胺四乙酸用量0.2%,温度72℃,液比1:4,时间64min。然后进行粗磨浆、洗涤、精磨浆和消潜处理,得到相思木apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为45.2
°
sr,能耗为1376 kw
·
h/t浆,白度75.1%iso,松厚度2.29cm3·
g-1
,耐破指数2.86kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数46.2n
·
m/g,撕裂指数2.89mn
·
m2·
g-1
,表面强度0.85m/s。
33.采用本发明技术进行相思木apmp浆生产,相思木片汽蒸、挤压、化学浸渍处理和粗磨浆与上述常规处理相同,粗磨后浆料浓缩至浆浓25%,采用 lioh/thf溶液浓度为3%(m/v),lioh/thf溶液用量0.10g/g浆,超声时间 40s,温度45℃,lioh/thf溶液处理后,浓缩至浆浓25%进行精磨浆。然后进行消潜处理,得到相思木apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为 45.3
°
sr,能耗为1208kw
·
h/t浆,白度75.5%iso,松厚度2.32cm3·
g-1
,耐破指数2.98kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数49.3n
·
m/g,撕裂指数2.99mn
·
m2·
g-1
,表面强度 1.12m/s。
34.实施例4
35.采用常规一段挤压浸渍处理制取桦木apmp浆,流程为:桦木片汽蒸

挤压

化学浸渍

粗磨浆

洗涤

精磨浆

消潜。化学处理条件为:naoh用量3.4%, h2o2用量3.2%,na2sio3用量2.3%,mgso4用量0.04%,乙二胺四乙酸用量0.4%,温度72℃,液比1:4,时间68min。然后进行粗磨浆、洗涤、精磨浆和消潜处理,得到桦木apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为42.7
°
sr,能耗为 1523kw
·
h/t浆,白度75.3%iso,松厚度2.54cm3·
g-1
,耐破指数2.35kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数37.6n
·
m/g,撕裂指数2.45mn
·
m2·
g-1
,表面强度0.71m/s。
36.采用本发明技术进行桦木apmp浆生产,桦木片汽蒸、挤压、化学浸渍处理和粗磨浆与上述常规处理相同,粗磨后浆料浓缩至浆浓28%,采用lioh/thf 溶液浓度为2.4%(m/v),lioh/thf溶液用量0.05g/g浆,超声时间20s,温度 40℃,lioh/thf溶液处理后,浓缩至浆浓24%进行精磨浆。然后进行消潜处理,得到apmp纸浆。该处理工艺条件下得到纸浆打浆度为43.1
°
sr,能耗为 1326kw
·
h/t浆,白度75.7%iso,松厚度2.64cm3·
g-1
,耐破指数2.62kpa
·
m2·
g-1
、抗张指数41.2n
·
m/g,撕裂指数2.67mn
·
m2·
g-1
,表面强度1.02m/s。
37.上述实施例1-4中列举出的化学处理条件和工艺参数,只是为了说明本发明的技术方案而列举的一部分,本发明的技术方案并不仅仅限于上述的化学品用量及处理工艺,化学品用量的选择是多种多样的,不管哪种用量的组合,本发明所提供的处理技术都能够生产出高质量的纸浆,大大降低生产成本,这是本领域的技术人员可以根据上述记载能够推测出的,因为无法穷举,在此就不多举例了。
再多了解一些

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