[01511699]预水解助剂和氧脱木素助剂在竹材制浆中的应用

本项目历经7年,在省市科技基金等项目的支持下,结合竹材制浆企业生产现状,系统研究了竹材制浆过程中预水解和氧脱木素两个关键环节的过程控制因素和反应机理,有针对性开发了预水解助剂和氧脱木素助剂。具体技术成果如下： 1、预水解助剂的成功研发。为克服竹材原料戊糖类半纤维素、木素、灰分、有机溶剂抽出物及杂细胞等成分含量高,以及竹材结构紧密等自身缺陷,导致后期蒸煮药液渗透困难,蒸煮均匀性差,成浆质量不稳等不良后果,同时项目针对预水解段的生产特点和反应机理,成功开发了预水解助剂（专利名称：“一种用于溶解浆粕生产的预水解助剂及其制备方法” 专利号：ZL201210296135.8）。助剂的加入使预水解所需酸性环境加强,促进酸性水解液渗透,利于戊糖类半纤维素溶出,同时促进部分木素和灰分除去,还可减少木素缩合,使纤维细胞壁破坏程度增加,细胞壁空隙增加,为后续硫酸盐法蒸煮药液进入和反应产物溶出打开了通道,即为药液进入料片内部并与之发生反应创造了有利条件,防止了料片内部产生蒸煮不均匀的现象。为此,成浆灰分、半纤维素及木素等非纤维素杂质含量减少,甲种纤维素含量及纯度提高,聚合度分布均一。 2、氧脱木素助剂的成功研发。氧脱木素段是蒸煮与后续漂白段之间的过渡段,其工艺非常关键,直接影响到后续浆料的可漂性、药品的消耗量、生产效率、原料的利用率及生产成本。传统的氧脱木素存在氧气对木素脱除的选择性差,在脱除木素的同时,纤维被严重降解。为了保护纤维免受降解,传统工艺往往采用单一的硫酸镁或三聚磷酸钠作为纤维保护剂起钝化浆中过渡金属离子 （Cu2+、Fe2+、Mn2+等）的作用,防止纤维素分子中的羟基被氧化成羰基而引起糖甙键的断裂,但效果不甚明显。另外,由于氧气在常态下水溶性较差,气、液、固界面张力高,使氧气与木素的反应存在不均匀现象,会造成木素脱除不均匀,影响后续浆料漂剂用量及成浆白度的提高。加入项目组研发的氧脱木素助剂（专利名称：“一种用于浆料氧脱木素漂白的助剂及其应用” 专利号：ZL201210295982.2）,可有效提高氧脱木素选择性,平衡氧脱木素效率与漂后浆得率之间的矛盾,提高氧脱木素的反应活性,改善后续浆料的可漂性,节约漂剂用量。 在成果应用过程中,有效克服竹材原料自身缺陷,克服氧脱木素选择性差的不足,有效降低化学品耗量及生产成本,提高成品品质,扩大了竹浆的应用范围,增加其附加值,并拥有自主知识产权专利2项（专利名称：“一种大千书画纸生产用竹浆的全无氯漂白方法”专利号：ZL201210344378.4和专利名称：“一种添加漂白竹浆粕和纤维接枝剂的书画纸及制备方法”专利号：ZL201510457295.X）。 2014年-2016年,成果在两家企业进行了生产应用,共生产竹浆38.6万吨,新增产量16.64万吨,新增销售额9.8043亿元,新增利润6831.4万元。从应用情况来看,生产工艺技术先进合理,节能减排效果明显,生产废水污染负荷减轻,使生产实现了经济与环境协调发展。