【研究】针叶木化学浆制浆粕工艺

目前，我国化纤厂基本采用传统的预水解硫酸盐蒸煮生产工艺，加上生产设备落后、生产能力低，化纤浆粕的供需存在较多不稳定因素，因此，有必要在原料方面做一些新的探索，同时寻求一种制备化纤浆粕的新方法。

针叶木材具有纤维素含量高、纤维长等特点，是制备化纤浆粕的优质原料。目前已有一些以针叶木材制备化纤浆粕的研究。在众多的预处理方法中，高温液态水预处理是一种新兴的绿色反应工艺，不需要添加任何化学试剂、生成降解产物少，可高效地溶解90%以上的半纤维素。

1、实验方法

首先，对针叶木浆板进行高温液态水预处理，实验在高温反应釜中进行，温度控制在160～220℃之间，时间控制在20～50min之间，浆浓控制在3%～11%，研究温度、时间、浆浓对甲纤含量和聚合度的影响；其次，对高温液态水处理后针叶木浆料进行次氯酸钠氧化处理，固定液比1∶10，初始pH值10，研究有效氯用量、温度、时间三个变量对聚合度及甲纤含量的影响；最后，对得到的浆料进行碱抽提，处理条件：用碱量13%，温度20℃，时间1h。

2、针叶木浆高温液态水预处理工艺研究

图1为温度对针叶木浆甲纤含量及聚合度的影响。可见随着温度的升高，甲纤含量逐渐上升，聚合度逐渐降低。考虑企业实际情况，温度太高成本增加，因此选择温度为180℃。

图2为时间对针叶木浆甲纤含量及聚合度的影响。可见随着时间的延长，甲纤含量逐渐增加，聚合度有大幅降低。当处理时间为40min时，甲纤含量为88.42%，聚合度为796，时间超过40min后甲纤含量增加不明显，因此选择处理时间为40min。

图3为浆浓对针叶木浆甲纤含量及聚合度的影响。随着浆浓的升高，甲纤含量呈先下降后上升趋势，聚合度呈先上升后下降趋势。综合考虑，选择浆浓为9%，相应的甲纤含量为88.47%，聚合度为768。

综上考虑，高温液态水处理的最佳条件:浆浓9%，温度180℃，时间40min。

3、次氯酸钠氧化工艺的研究

图4为有效氯用量对纸浆甲纤含量及聚合度的影响。当温度和时间一定时，甲纤含量随有效氯用量的增加缓慢提高，聚合度随有效氯用量的增加逐渐降低。当有效氯用量为2.0%时，甲纤含量为90.31%，聚合度为554。

图5为温度对纸浆甲纤含量及聚合度的影响。当有效氯用量和时间一定时，随着温度的升高，甲纤含量缓慢提高，聚合度逐渐降低。当温度为50℃时，甲纤含量为91.21%，聚合度为536。

图6为时间对纸浆甲纤含量及聚合度的影响。在有效氯用量和温度一定时，随时间的延长甲纤含量缓慢提高，聚合度逐渐降低。当时间为1h，甲纤含量为91.54%，聚合度为528。

综上考虑，次氯酸钠氧化最优条件为：液比1:10，有效氯用量2.0%，温度50℃，时间1h。

4、结论

4.1 以针叶木浆为原料，采用高温液态水预处理、次氯酸钠氧化、碱精制处理工艺，可以制备出满足要求的化纤浆粕。

4.2 高温液态水预处理的最佳工艺条件为：浆浓9%，温度180℃，时间40min；在此条件下浆料的甲纤含量为88.47%，聚合度为768。次氯酸钠氧化处理的最佳工艺条件为：液比1:10，有效氯用量2.0%，温度50℃，时间1h；在此条件下，浆料的甲纤含量为91.54%，聚合度528。经过碱处理后浆料的甲纤含量达到95.85%；聚合度为536。经优化后，浆粕的总得率为73.46%。

作者：徐永建 袁诗敏 岳小鹏 朱振峰