非木素组分在粉单竹SCMP制浆漂白过程中变化及对返黄影响

发布时间：2020-06-09 12:28

【摘要】：高得率竹浆在我国具有很好的应用前景,发展高得率竹浆也是解决造纸原料短缺的重要途径。但竹子化机浆漂白性能和白度稳定性差,严重限制高得率竹浆的应用。本论文主要研究竹子非木素组分中的金属元素、脂类、淀粉和蛋白质在SCMP制浆漂白过程中变化及其对返黄的影响,为提高高得率竹浆白度及白度稳定性提供理论依据,结果如下:(1)研究非木素组分在SCMP制浆漂白过程的含量及分布,发现金属离子、脂类、淀粉以及蛋白在SCMP制浆漂白后含量降低,降幅分别为38.4%,86.5%、93.5%和70.7%。在SCMP未漂浆和漂白浆的纤维表面仍残留部分金属离子如Ca、Mg、Na,脂类、淀粉以及蛋白,Fe、Mn、Cu金属元素可能分布于更深层细胞壁中。(2)研究非木素组分的成分变化,发现脂类物质在制浆后,会重新沉积在纤维表面,抽提脂类可使纤维表面暴露更多结构,抽提前后纸浆白度分别提高24.06%ISO、26.12%ISO。此外,脂类物质在制浆漂白过程中,仍含有较多的多酚类化合物、脂肪酸,酯和一些含苯环结构化合物。淀粉和蛋白质制浆漂白过程中可能会发生断裂或分解,露出更多助色基团以及断裂后的产物可能附聚在纤维表面。H2O2可能将淀粉和氨基酸中部分轻基氧化成醛或羧酸,增加羰基结构。(3)研究非木素组分对SCMP浆返黄影响,发现脂类物质在光、热诱导返黄后含有较多甾醇类物质,小分子酸类、烷烃类、醇类、小分子芳香类以及脂肪酸在返黄后含量增加,并形成含碳碳双键和酚羟基结构物质。此外,淀粉和蛋白质具有不同的返黄特性,光、热诱导返黄都可对蛋白质产生较大影响,而淀粉在热诱导返黄中受影响更明显,两种组分在返黄过程中没有形成新的发色基团,它们对于纸浆返黄的影响,可能来源于在漂白过程中形成的羧基或羰基。
【图文】：

发色基团,木素,最大吸收波长

一般认为木素是纸浆中发色物质的主要来源，木素的结构单元苯丙烷自身不吸收可逡逑见光，但与侧链上的双键或羰基等形成共轭结构，可增加吸收光波的波长，导致纸浆颜逡逑色加深［１４］。此外，醌型木素也是影响纸浆白度的重要因素［１７］。图１－４为木素不同结构对逡逑光吸收波长［１８］。逡逑Ａｒ邋Ａｒ邋Ａｒ逦0逦及逦ＸＭｅ逦ＨＯ￣￣￣￣Ｊｅ逡逑＂ｉｊｌ丨邋丨广逡逑逦Ｉ逦｜逦！逦｜逦｜逦ｉ逦：逦！逦＾逡逑３００逦４００逦５００逦６００逡逑图１－４木素中发色基团的最大吸收波长逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｍａｘｉｍｕｍ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｏｆ邋ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｓ邋ｉｎ邋ｌｉｇｎｉｎ逡逑目前高得率浆的漂白方式主要分为还原性漂白和氧化性漂白两种，由于效果和成本逡逑等因素，现在应用在工业生产中的主要是连二亚硫酸钠（Ｎａ２Ｓ２０４）和过氧化氢（Ｈ２０２）。逡逑连二亚硫酸钠漂白存在一定缺点：漂剂容易被氧气分解、配套使用真空系统和稳定剂会逡逑增加能耗和化学药剂以及漂白后的纸张白度稳定性差［１９％］，，过氧化氢漂白则具备以下优逡逑点：漂白后白度提闻幅度大，稳定性好，污染负荷少，更清洁环保因此，氏0２常逡逑被应用于高得率浆的漂白生产中，其漂白机理是在碱性条件生成０ＨＨ＿氧化木质素结构逡逑上侧链的羰基和破坏纸浆体系中的醌式结构

醌型,木素结构,过氧化

一般认为木素是纸浆中发色物质的主要来源，木素的结构单元苯丙烷自身不吸收可逡逑见光，但与侧链上的双键或羰基等形成共轭结构，可增加吸收光波的波长，导致纸浆颜逡逑色加深［１４］。此外，醌型木素也是影响纸浆白度的重要因素［１７］。图１－４为木素不同结构对逡逑光吸收波长［１８］。逡逑Ａｒ邋Ａｒ邋Ａｒ逦0逦及逦ＸＭｅ逦ＨＯ￣￣￣￣Ｊｅ逡逑＂ｉｊｌ丨邋丨广逡逑逦Ｉ逦｜逦！逦｜逦｜逦ｉ逦：逦！逦＾逡逑３００逦４００逦５００逦６００逡逑图１－４木素中发色基团的最大吸收波长逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｍａｘｉｍｕｍ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｏｆ邋ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｓ邋ｉｎ邋ｌｉｇｎｉｎ逡逑目前高得率浆的漂白方式主要分为还原性漂白和氧化性漂白两种，由于效果和成本逡逑等因素，现在应用在工业生产中的主要是连二亚硫酸钠（Ｎａ２Ｓ２０４）和过氧化氢（Ｈ２０２）。逡逑连二亚硫酸钠漂白存在一定缺点：漂剂容易被氧气分解、配套使用真空系统和稳定剂会逡逑增加能耗和化学药剂以及漂白后的纸张白度稳定性差［１９％］，过氧化氢漂白则具备以下优逡逑点：漂白后白度提闻幅度大，稳定性好，污染负荷少，更清洁环保因此，氏0２常逡逑被应用于高得率浆的漂白生产中，其漂白机理是在碱性条件生成０ＨＨ＿氧化木质素结构逡逑上侧链的羰基和破坏纸浆体系中的醌式结构
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS745

【参考文献】