一种竹片制浆的方法和应用

文档序号:38875941发布日期:2024-08-02 02:47阅读:30来源:国知局

本发明属于制浆造纸,特别涉及一种竹片制浆的方法和应用。


背景技术:

1、与其他非木材原料,如麦草、蔗渣等相比,竹子具有纤维长、浆料物理性能好等优势。同时,由于现阶段造纸原料的短缺,竹子作为制浆造纸原料受到越来越多的关注。

2、竹材蒸煮主要是碱法蒸煮,就脱木素效果和纸浆得率而言,硫酸盐法比烧碱法更有优势,因为na2s产生的s2-和hs-亲核性比-oh要强,可使木素酚型单元的β-芳基醚键也能断开,而-oh难以使得木素酚型单元的β-芳基醚键断开。β-芳基醚键在竹材木素结构中占有很大比例,故其断裂对竹材木素降解影响显著。蒸煮时,由于竹类原料组织结构紧密,蒸煮过程中药液渗透较木片困难,很难控制药液渗透的时间以及渗透的均匀性,影响成浆物理性能,比如纸浆得率较低、卡伯值较高,残碱较高,黏度低等。

3、因此,提供一种纸浆卡伯值低、残碱低、黏度高、粗浆和细浆得率高的竹片制浆工艺具有十分重要的意义。


技术实现思路

1、本发明旨在解决上述现有技术中存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。具体而言,本发明提供一种竹片制浆的方法,其所制备的纸浆卡伯值低、残碱低、黏度高、粗浆和细浆得率高。

2、本发明的发明构思:本发明竹片制浆的方法包括先将竹片加入搓揉机进行搓丝预处理,得到预处理后的竹片;然后将预处理后的竹片与氢氧化钠、硫化钠、助剂、溶剂混合,蒸煮,制得纸浆;所述助剂为烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚。本发明通过对竹片进行搓丝处理,并通过添加特定种类的助剂,可加快药液(氢氧化钠和硫化钠)渗透,促进木素和树脂的脱除,使得蒸煮后制得的纸浆卡伯值低、黏度高、粗浆和细浆得率高,且残碱低,具有良好的成浆物理性能。

3、因此,本发明的第一方面提供一种竹片制浆的方法。

4、具体的,一种竹片制浆的方法,包括以下步骤:

5、(1)将竹片进行搓丝预处理,得到预处理后的竹片;

6、(2)将步骤(1)所得的预处理后的竹片与氢氧化钠、硫化钠、助剂、溶剂混合,蒸煮,制得纸浆;

7、所述助剂包括烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚。

8、优选地,步骤(1)中,所述竹片的长度为15-42mm,所述竹片的厚度为3-6mm。

9、优选地,步骤(1)中,采用双螺杆挤压搓揉机进行搓丝预处理,所述搓丝预处理的程度为30-90%;进一步优选地,步骤(1)中,所述搓丝预处理的程度为30-50%。

10、具体的,搓丝预处理的程度(%)=m1/m0,m1为搓丝预处理后呈丝状的竹片质量,m0为搓丝预处理前竹片的初始质量。

11、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的用碱量为15-20%;进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的用碱量为16-18%;更进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的用碱量为17%。

12、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的液比为1:(2.5-4.0);进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的液比为1:(2.7-3.5);更进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的液比为1:3。

13、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的硫化度为15-25%;进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的硫化度为18-22%;更进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的硫化度为20%。

14、优选地,步骤(2)中,所述竹片和助剂的质量比为200:(0.8-1.2);进一步优选地,步骤(2)中,所述竹片和助剂的质量比为200:(0.9-1.1);更进一步优选地,步骤(2)中,所述竹片和助剂的质量比为200:1。

15、优选地,所述助剂中,所述烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(45-80):(20-55)。

16、进一步优选地,所述助剂中,所述烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(50-80):(20-50)。

17、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮在旋转式多罐蒸煮锅中进行。

18、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的升温过程为:先从45-55℃升温至100-120℃,升温45-55min,保温27-33min,再升温至140-155℃,升温18-22min,保温27-33min,再升温至160-162℃,升温18-22min,保温80-100min。

19、进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的升温过程为:先从50℃升温至110℃,升温50min,保温30min,再升温至150℃,升温20min,保温30min,再升温至162℃,升温20min,保温90min。

20、具体的,在升温过程中需控制升温速率,升温前蒸煮锅空转10分钟,使药液混合均匀,然后全程直接升温,且分三次升温。此外,蒸煮过程中保持蒸煮锅以一定的速度旋转,提高蒸煮均匀性。蒸煮结束后,停止旋转,进行小放气,使不凝气体排出,平衡气压。

21、具体的,蒸煮锅的装锅量不能太高,要留有适当的空间,否则,锅内剩余空间不够,药液翻腾不够很容易产生局部蒸煮不充分而产生生片,另一方面,又要防止锅内搭桥引起装锅量过低,造成药液量过多,出现过煮,进而造成纤维降解,影响得率。因此,需严格控制每一锅竹片绝干竹片的量,以蒸煮锅体积的三分之二为最佳。

22、具体的,本发明经过搓丝预处理的竹片,蒸煮时纤维分离点(纤维开始分离时对应的温度)有效降低,故可降低蒸煮最高温度,进而不仅可以节约能源,提高经济效益,还可使得纸浆得率明显提升。

23、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的压力≤0.85mpa;进一步优选地,步骤(2)中,所述蒸煮的压力≤0.8mpa。

24、优选地,蒸煮后收集黑液,进行残碱测定。

25、优选地,步骤(2)中,所述蒸煮后还包括洗涤、脱水和筛选的过程。

26、优选地,对蒸煮所得的浆料进行黑液收集,然后对黑液进行洗涤并进行脱水,检测粗浆得率。

27、优选地,所述脱水采用挤压脱水的方式。

28、优选地,采用平板筛进行所述筛选。

29、优选地,所述平板筛的筛缝宽度为0.1-0.2mm;进一步优选地,所述平板筛的筛缝宽度为0.15mm。

30、优选地,筛选后进行纸浆细浆得率、卡伯值、黏度的测定。

31、本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的竹片制浆的方法在造纸领域中的应用。

32、相对于现有技术,本发明提供的技术方案的有益效果如下:

33、(1)本发明竹片制浆的方法包括先将竹片加入搓揉机进行搓丝预处理,得到预处理后的竹片;然后将预处理后的竹片与氢氧化钠、硫化钠、助剂、溶剂混合,蒸煮,制得纸浆;所述助剂为烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚。本发明通过对竹片进行搓丝预处理,并通过添加特定种类的助剂,解决了传统蒸煮过程中存在的药液渗透不均匀造成的纸浆得率较低的问题,使得蒸煮后制得的纸浆卡伯值低、黏度高、粗浆和细浆得率高,且残碱低,具有良好的成浆物理性能。

34、(2)本发明制备工艺简单,适合进行大规模工业化应用。

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