秸秆处理制纸浆的新方法研究文献综述

 2021-09-27 00:06:47

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文 献 综 述

一 前言

造纸产业在全球工业体系中都占有着重要的地位，据统计2008年我国机制纸和纸板产量已经达到了7980万吨，消费量7935万吨，是世界上纸张消费和生产的第二和第三大国。在纸和纸板生产和消费不断增长的情况下，我国对纸浆的需求更加旺盛，由于国内森林资源和木材资源的紧缺，需要大量依靠进口纸浆来满足需求。纸浆按照原材料分为三类，一类是木浆，一类是非木浆（纤维素浆），还有一类是废纸浆[1]。

中国是农业大国，秸秆资源非常丰富，秸秆作为农作物在收获籽实后的剩余部分，利用价值极大。但是我们国家的秸秆资源并没有得到合理地利用，还造成了严重的环境污染[2]。秸秆中含有大量纤维素，是制纸浆的良好原料。而秸秆中含有的木质素又可以作为纸张中的胶粘剂[3]；半纤维素可以降低打浆能耗，得到理想的纸浆强度[4]。所以利用秸秆作为原料制纸浆十分具有研究价值，非木浆作为原料的前景极为广阔。

二 秸秆制纸浆的方法

2.1烧碱法制浆

烧碱法制浆是以氢氧化钠为药剂蒸煮稻草。原理是氢氧根离子在高温条件下能使木素分子中酚型结构的α-芳基醚键、α-烷基醚键以及非酚型结构中的β-芳基醚键断裂，使木素大分子变小，并在变小的木素分子中引进亲水基团，使木素溶解到蒸煮液中，从而脱木素成浆。

烧碱法制浆与硫酸盐法制浆相比较：烧碱法制浆的优势在于蒸煮过程中不使用含硫的药品，这样就避免了产生恶臭气味的气体并且简化了回收炉的结构。烧碱法制浆在我国多用于蒸煮麦草原料，用于稻草蒸煮的则很少，是因为稻草烧碱法蒸煮得到的黑液黏度大，由于黑液中的SiO2含量高，并且国内没有有效的方法处理蒸煮黑液，会造成严重的污染。而降低黑液中的硅含量，主要取决于蒸煮液的pH值。和[5]研究了烧碱法和氧碱法制浆，发现蒸煮液的pH值从11.3降到10.2，黑液中的硅含量会显著增加，大约是10%-90%。但是利用烧碱法蒸煮稻草可使原料中的SiO2进入到黑液的性质，可以制取低灰分的稻草浆。大连轻工学院的张宏伟[6]就对低灰分稻草浆进行了研究，研究得出结论为：采用蒸煮，可以使原料中65%左右的灰分转入蒸煮废液。

2.2氢氧化钾法制浆

氢氧化钾法制浆原理是利用木素的磺化和溶出效率不同分为的三个阶段，每个阶段都有特定的温度段，可以调节控制不同温度来控制木素的磺化和溶出，最终实现脱木素成浆。氢氧化钾法制浆过程中加入乙二胺可以使纸浆的撕裂强度比传统的硫酸盐浆高35-50%，同时比硫酸盐浆易于漂白。

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