溶解浆反应性能提升技术及规律研究
发布时间：2021-07-01 09:32
纤维素是一种可再生资源,在人类生产生活中扮演着重要的角色。溶解浆是一种高纯度化学浆,具有纤维素纯度高、杂质含量少等特点,可用于生产粘胶纤维、醋酸纤维、硝化纤维等纤维素衍生物和功能材料。随着纺织行业的快速发展,人们对于溶解浆的需求量增加。溶解浆的反应性能是表征溶解浆质量的重要指标之一,直接影响粘胶纤维的生产质量和生产连续性。本文以溶解浆反应性能的改善为中心,重点开展了以纤维素酶活化为主的多种强化技术,包括PFI磨打浆、超声辅助、木聚糖酶协同等,同时,还探讨了离子液体对溶解浆反应性能的改善规律。研究结果分述如下:PFI磨打浆强化纤维素酶活化溶解浆。PFI磨打浆通过机械力的作用,可以实现纤维的分丝帚化和细纤维化。研究结果表明:随着打浆度的增加,溶解浆的Fock反应性能增加,打浆度由原浆的19°SR增加到50°SR时,对应的Fock反应性能由54.8%增加到78%,表明打浆处理可以实现反应活性的增加,这主要是因为游离羟基的增加。结合纤维素酶处理发现,酶在纤维上的吸附率由原浆的35.8%增加到61.3%,粘度下降到524 m L/g。对不同打浆度下的溶解浆进行纤维素酶处理,发现酶处理后的溶解浆的...
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PFI打浆对溶解浆性能的影响
度的增加，纤维表面暴露出更多的羟基，使得反应性能增加。粘度呈现出逐渐下降的趋势且下降程度较高，这主要由于经过打浆之后溶解浆的纤维被切断并发生细纤维化，纤维变得柔软，纤维在受到弯曲应力的作用下纤维的次生壁和初生壁遭到破坏，纤维吸水润胀[78]。在打浆度50°SR时，与原浆相比Fock反应性能由原浆的54.8%增加到78%，粘度下降到524mL/g，证明了打浆可以有效提高溶解浆的Fock反应性能并降低纤维的粘度。2.2.2PFI磨处理协同纤维素酶处理溶解浆性能的变化PFI磨处理协同纤维素酶处理溶解浆的Fock反应性能和粘度变化如图2.2所示。图2.2经PFI磨协同纤维素酶处理之后的溶解浆的Fock反应性能和粘度图（图a为溶解浆的Fock反应性性能图，图b为溶解浆的粘度图）Fock反应性能和粘度是溶解浆的两个重要性能参数，适当的粘度有助于在较低的CS2粘胶生产过程中降低溶解浆的高反应性[78]。如图2.2所示，经过PFI磨打浆和纤维素酶处理处理之后的溶解浆的Fock反应性能总体呈现出上升趋势，粘度则呈现出下降趋势。由图2.2a可知，经PFI磨打浆和纤维素酶处理之后的溶解浆与单独用纤维素酶处理的溶解浆相比，随着打浆度的增加及纤维素酶处理溶解浆时间的增加Fock反应性能大幅度增加，这是由于经过打浆之后纤维表面的细小纤维化程度增加，暴露出更多的羟基，提高了纤维的可及度使得纤维素酶更容易渗进纤维内部，使溶解浆的Fock反应性能增加。经纤维素酶处理之后溶解浆的粘度（如图2.2b所示）呈现出下降趋势，随着打浆度的增加以及纤维素酶处理时间的增加溶解浆粘度下降的程度越大，这是由于经过打浆之后溶解浆的纤维被切断，降低了纤维的聚合度，经过纤维素酶处理之后，溶解浆的粘度进一步下降。结果证明经过PFI磨打浆协同纤维素酶处理溶解浆可以有效地提
第2章打浆协同纤维素酶处理提高溶解浆反应性能图2.3不同打浆度下的溶解浆SEM图由图2.3可以看出经过PFI磨打浆之后，纤维的分丝帚化程度随着打浆度的升高而增加，纤维细胞壁的损伤程度也增加。原浆纤维的表面较为平整，褶皱较少，纤维细胞壁没有损坏，结构紧密；打浆度为30°SR时的纤维（图2.3a），纤维表面褶皱增加，出现少量的分丝帚化现象，溶解浆纤维的细胞壁经PFI磨打浆之后遭到破坏。打浆度为40°SR时（图2.3b），溶解浆纤维的细胞壁经PFI磨打浆之后出现损坏，有大片的细胞壁剥落，纤维的S1层遭到破坏，溶解浆纤维的分丝帚化现象增加，纤维细胞壁损坏程度的增加有利于纤维素酶的渗透；当打浆度达到50°SR时（图2.3c），溶解浆纤维的细胞壁脱落的更加明显，纤维的S1层和S2层遭到破坏，纤维的分丝帚化现象更加明显，褶皱变深，纤维暴露出来的羟基更多，有利于后续纤维素酶的处理。打浆度过高会产生大量细小纤维，严重破坏纤维的细胞壁，严重的会导致其脱落，不利于提高溶解浆的反应性能，因此要合理的把溶解浆的打浆度控制在一定的范围内[68,82]。2.2.5PFI磨处理后溶解浆纤维的FT-IR和XRD分析PFI磨处理后溶解浆纤维的XRD和FT-IR分析如图2.4和图2.5所示。16
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚酰亚胺纤维/溶解浆混合制备锂电池隔膜的研究[J]. 范圣楠,赵传山,张春辉. 中国造纸. 2019(05)
[2]离子液体的性质及研究进展[J]. 王昊迪. 当代化工研究. 2019(01)
[3]溶解浆的质量指标及生产技术述评[J]. 沈葵忠,房桂干,韩善明,田庆文,林艳,李红斌,焦健. 林业工程学报. 2018(05)
[4]离子液体研究与发展[J]. 王忠华. 乙醛醋酸化工. 2018(09)
[5]纤维素酶和聚木糖酶处理改善溶解浆性能的研究[J]. 田超,石瑜,翟丙彦,乔军. 中国造纸. 2018(05)
[6]PFI磨打浆,提升阔叶木溶解浆的性能[J]. 李志军,王强,刘姗姗,宋丽彦. 中华纸业. 2017(14)
[7]酸处理改善竹溶解浆反应性能的研究[J]. 陈秋艳,苗庆显,曹石林,陈礼辉,黄六莲. 福建农林大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]纸浆的超声波打浆成效[J]. 于群,兰晓琳,刘文波. 中国造纸. 2017(04)
[9]木聚糖酶的研究进展[J]. 陈洪洋,蔡俊,林建国,王常高,杜馨. 中国酿造. 2016(11)
[10]超声波预处理对纤维素选择性酸水解的影响[J]. 张美云,刘强,吴修莉,李金宝,罗晶晶. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
博士论文
[1]超声波作用下纤维素纤维结构与性质的研究[D]. 唐爱民.华南理工大学 2000
硕士论文
[1]亚麻粗纱生物酶与化学联合煮漂工艺研究[D]. 易春锋.东华大学 2017
[2]阔叶木溶解浆性能提升工艺的研究[D]. 宋丽彦.齐鲁工业大学 2016
[3]离子液体对植物纤维润胀溶解性能的研究[D]. 李凤凤.齐鲁工业大学 2015
[4]针叶木预水解硫酸盐溶解浆漂白工艺及其反应性能研究[D]. 钟桂珍.福建农林大学 2015
[5]竹子造纸浆制备溶解浆的研究[D]. 陈灿.华南理工大学 2014
[6]溶解浆反应性能的改进及其作用机理的研究[D]. 周淑芳.齐鲁工业大学 2013
[7]苹果渣固态混菌发酵产复合酶的研究[D]. 姜心.山东农业大学 2010
本文编号：3258888
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PFI打浆对溶解浆性能的影响
度的增加，纤维表面暴露出更多的羟基，使得反应性能增加。粘度呈现出逐渐下降的趋势且下降程度较高，这主要由于经过打浆之后溶解浆的纤维被切断并发生细纤维化，纤维变得柔软，纤维在受到弯曲应力的作用下纤维的次生壁和初生壁遭到破坏，纤维吸水润胀[78]。在打浆度50°SR时，与原浆相比Fock反应性能由原浆的54.8%增加到78%，粘度下降到524mL/g，证明了打浆可以有效提高溶解浆的Fock反应性能并降低纤维的粘度。2.2.2PFI磨处理协同纤维素酶处理溶解浆性能的变化PFI磨处理协同纤维素酶处理溶解浆的Fock反应性能和粘度变化如图2.2所示。图2.2经PFI磨协同纤维素酶处理之后的溶解浆的Fock反应性能和粘度图（图a为溶解浆的Fock反应性性能图，图b为溶解浆的粘度图）Fock反应性能和粘度是溶解浆的两个重要性能参数，适当的粘度有助于在较低的CS2粘胶生产过程中降低溶解浆的高反应性[78]。如图2.2所示，经过PFI磨打浆和纤维素酶处理处理之后的溶解浆的Fock反应性能总体呈现出上升趋势，粘度则呈现出下降趋势。由图2.2a可知，经PFI磨打浆和纤维素酶处理之后的溶解浆与单独用纤维素酶处理的溶解浆相比，随着打浆度的增加及纤维素酶处理溶解浆时间的增加Fock反应性能大幅度增加，这是由于经过打浆之后纤维表面的细小纤维化程度增加，暴露出更多的羟基，提高了纤维的可及度使得纤维素酶更容易渗进纤维内部，使溶解浆的Fock反应性能增加。经纤维素酶处理之后溶解浆的粘度（如图2.2b所示）呈现出下降趋势，随着打浆度的增加以及纤维素酶处理时间的增加溶解浆粘度下降的程度越大，这是由于经过打浆之后溶解浆的纤维被切断，降低了纤维的聚合度，经过纤维素酶处理之后，溶解浆的粘度进一步下降。结果证明经过PFI磨打浆协同纤维素酶处理溶解浆可以有效地提
第2章打浆协同纤维素酶处理提高溶解浆反应性能图2.3不同打浆度下的溶解浆SEM图由图2.3可以看出经过PFI磨打浆之后，纤维的分丝帚化程度随着打浆度的升高而增加，纤维细胞壁的损伤程度也增加。原浆纤维的表面较为平整，褶皱较少，纤维细胞壁没有损坏，结构紧密；打浆度为30°SR时的纤维（图2.3a），纤维表面褶皱增加，出现少量的分丝帚化现象，溶解浆纤维的细胞壁经PFI磨打浆之后遭到破坏。打浆度为40°SR时（图2.3b），溶解浆纤维的细胞壁经PFI磨打浆之后出现损坏，有大片的细胞壁剥落，纤维的S1层遭到破坏，溶解浆纤维的分丝帚化现象增加，纤维细胞壁损坏程度的增加有利于纤维素酶的渗透；当打浆度达到50°SR时（图2.3c），溶解浆纤维的细胞壁脱落的更加明显，纤维的S1层和S2层遭到破坏，纤维的分丝帚化现象更加明显，褶皱变深，纤维暴露出来的羟基更多，有利于后续纤维素酶的处理。打浆度过高会产生大量细小纤维，严重破坏纤维的细胞壁，严重的会导致其脱落，不利于提高溶解浆的反应性能，因此要合理的把溶解浆的打浆度控制在一定的范围内[68,82]。2.2.5PFI磨处理后溶解浆纤维的FT-IR和XRD分析PFI磨处理后溶解浆纤维的XRD和FT-IR分析如图2.4和图2.5所示。16
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚酰亚胺纤维/溶解浆混合制备锂电池隔膜的研究[J]. 范圣楠,赵传山,张春辉. 中国造纸. 2019(05)
[2]离子液体的性质及研究进展[J]. 王昊迪. 当代化工研究. 2019(01)
[3]溶解浆的质量指标及生产技术述评[J]. 沈葵忠,房桂干,韩善明,田庆文,林艳,李红斌,焦健. 林业工程学报. 2018(05)
[4]离子液体研究与发展[J]. 王忠华. 乙醛醋酸化工. 2018(09)
[5]纤维素酶和聚木糖酶处理改善溶解浆性能的研究[J]. 田超,石瑜,翟丙彦,乔军. 中国造纸. 2018(05)
[6]PFI磨打浆,提升阔叶木溶解浆的性能[J]. 李志军,王强,刘姗姗,宋丽彦. 中华纸业. 2017(14)
[7]酸处理改善竹溶解浆反应性能的研究[J]. 陈秋艳,苗庆显,曹石林,陈礼辉,黄六莲. 福建农林大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]纸浆的超声波打浆成效[J]. 于群,兰晓琳,刘文波. 中国造纸. 2017(04)
[9]木聚糖酶的研究进展[J]. 陈洪洋,蔡俊,林建国,王常高,杜馨. 中国酿造. 2016(11)
[10]超声波预处理对纤维素选择性酸水解的影响[J]. 张美云,刘强,吴修莉,李金宝,罗晶晶. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
博士论文
[1]超声波作用下纤维素纤维结构与性质的研究[D]. 唐爱民.华南理工大学 2000
硕士论文
[1]亚麻粗纱生物酶与化学联合煮漂工艺研究[D]. 易春锋.东华大学 2017
[2]阔叶木溶解浆性能提升工艺的研究[D]. 宋丽彦.齐鲁工业大学 2016
[3]离子液体对植物纤维润胀溶解性能的研究[D]. 李凤凤.齐鲁工业大学 2015
[4]针叶木预水解硫酸盐溶解浆漂白工艺及其反应性能研究[D]. 钟桂珍.福建农林大学 2015
[5]竹子造纸浆制备溶解浆的研究[D]. 陈灿.华南理工大学 2014
[6]溶解浆反应性能的改进及其作用机理的研究[D]. 周淑芳.齐鲁工业大学 2013
[7]苹果渣固态混菌发酵产复合酶的研究[D]. 姜心.山东农业大学 2010
本文编号：3258888
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