蒸煮条件对硫酸盐法竹浆性能的影响

王钱钱 詹怀宇 周生飞 郭三川 付时雨

(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)

·硫酸盐法竹浆·

蒸煮条件对硫酸盐法竹浆性能的影响

王钱钱 詹怀宇 周生飞 郭三川 付时雨

(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)

采用CAS-420型油浴蒸煮器分别对竹子进行高温-短时间硫酸盐法蒸煮及低温-长时间硫酸盐法蒸煮,并将所得浆料进行D0(EOP)D1漂白。比较了未漂浆的得率、黏度、白度、成纸性能及漂白废水的污染负荷。结果表明,相对于高温-短时间蒸煮,低温-长时间蒸煮的浆料得率和黏度较高;经D0(EOP)D1漂白后,两种蒸煮方法所得浆料的白度可达88%左右,漂白浆有较高的黏度和较好的白度稳定性及成纸强度;在相同卡伯值下,低温-长时间蒸煮浆料的漂白废水污染负荷略低。

硫酸盐法蒸煮;D0(EOP)D1漂白;成纸性能;

(＊E-mail:wqq_pulp@163.com)

Abstract:In this paper,CAS-420 oil bath digester was used for bamboo kraft cooking.Two different cooking processes were used higher cooking temperature and shorter cooking time and lower cooking temperature and longer cooking time.Obtained pulpswere bleached usingD0(EOP)D1sequence.After pulp refining and sheet formation,sheets properties of the bleached pulpswere compared.And pollution loads of bleaching effluentswere also compared.The results indicated that the yield and viscosity of the pulp produced by lower temperature and longer time cookingwere slightly higher than those by higher temperature and shorter time cooking.Both pulps could be bleached to about 88% ISO byD0(EOP)D1sequence.The bleached pulps had good brightness stability,viscosity and physical strength.Under the same kappa number,pollution loadsof bleachingof the pulp from the lower temperature and longer time cookingwere slightly lower than those from higher temperature and shorter time cooking.

Key words:kraft cooking;D0(EOP)D1bleaching;sheet properties

竹子是我国南方的一种丰富的纤维原料,与其他非木材原料如麦草、蔗渣等相比,具有纤维长、浆料物理性能好等优势[1],某些性能与阔叶木相当且竹子的生长周期短;竹子的纤维细胞约占细胞总质量的50%～60%[2],纤维细胞平均长度为1.5～2.0 mm,最长可达5 mm,宽度一般为15～18μm。由于造纸原料的短缺[3],竹子作为制浆造纸原料受到越来越多的重视。

1 实 验

1.1 蒸煮

以南方混合竹片为原料,采用高温-短时间蒸煮及低温-长时间蒸煮的2种硫酸盐法蒸煮,使用的设备为CAS-420型油浴蒸煮器。蒸煮条件如表1所示,其中,液比为1∶4,有效碱用量以NaOH计。

表1 硫酸盐法蒸煮条件

1.2 漂白

漂白条件如表2所示,浆浓10%,EOP段氧压为0.3 MPa。

1.3 浆料及成纸性能的测定

用PFI磨分别对4种漂白浆进行打浆,浆浓10%。打浆后,测定浆料的打浆度、保水值,并在标准纸页成形器上抄纸。按国家相应标准测定漂白废水的CODCr、AOX含量及纸张的各项性能,卡伯值及黏度参照参考文献[4]测定。

表2 D0(EOP)D1漂白条件

2 结果与讨论

2.1 蒸煮结果

竹片硫酸盐法蒸煮结果见表3。由表3可知,A1 和B1浆的卡伯值、黏度、白度相近,粗渣很少,A2 和B2浆的性能也相近。B1浆和A1浆相比,B2浆和A2浆相比,得率较高,分别高1.7和0.8个百分点,黏度也略高。

表3 竹片硫酸盐法蒸煮结果

表4 4种漂白浆打浆后的性能及成纸性能

2.2 打浆及抄纸性能的比较

4种浆料均可被漂到白度(88±1)%,漂白浆的黏度变化不大且白度稳定性较好。在不同打浆转数下,4种漂白浆及成纸性能如表4所示。由表4可知,A1和B1漂白浆、A2和B2漂白浆经打浆后的打浆度、保水值以及各项强度性能都有明显的提高;裂断长、撕裂指数和耐破指数在打浆转数2000转以后变化缓慢。总的来说,经打浆后,A1和B1漂白浆、A2和B2漂白浆的成纸性能相似且强度性能都较好。与A2、B2漂白浆相比,A1、B1漂白浆的保水值、耐破指数和撕裂指数均较高。

2.3 漂白废水污染负荷的比较

A1、B1、A2、B2浆经D0(EOP)D1漂白后漂白废水的CODCr含量分别为70.2、66.5、18.8、17.7 kg/t,AOX含量分别为1.3、1.2、0.3、0.3 kg/t。A1、B1浆的卡伯值较高,所以漂白废水的污染负荷也较大,CODCr和AOX污染负荷均远高于A2、B2浆的。卡伯值相同时,与高温-短时间蒸煮浆料相比,低温-长时间蒸煮浆料的漂白废水CODCr负荷略低, AOX负荷略低或相同。

3 结 论

3.1 在相近的化学品用量下,采用高温-短时间蒸煮和低温-长时间蒸煮可以得到性能相近的浆料;和高温-短时间蒸煮相比,低温-长时间蒸煮的浆料得率较高,黏度也略高。

3.2 在适宜的化学品用量下,经D0(EOP)D1漂白后,两种蒸煮方法所得浆料的白度可达88%左右,漂白浆有较高的黏度和较好的白度稳定性及成纸强度。

3.3 高卡伯值浆料的漂白废水污染负荷远大于低卡伯值浆料的;相同卡伯值下,和高温-短时间蒸煮相比,低温-长时间蒸煮浆料漂白废水的CODCr负荷较低,AOX负荷略低或相同。

[1] 马乃训,张文燕.竹材制浆造纸述评[J].林业科学研究, 1995,8(3):329.

[2] 詹怀宇,李志强,蔡再生.纤维化学与物理[M].北京:科学出版社,2005.

[3] 中国造纸协会.中国造纸工业2008年度报告[J].造纸信息,2009(5):4.

[4] 石淑兰,何福望.制浆造纸分析与检测[M].北京:中国轻工业出版社,2003.

(责任编辑:陈丽卿)

The Effects of the Cook ing Conditions on Bleachability of Kraft Bamboo Pulp Properties

WANGQian-qian＊ZHAN Huai-yu ZHOU Sheng-fei GUO San-chuan FU Shi-yu

(State Key Lab of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong Province,510640)

王钱钱先生,在读博士研究生;研究方向:制浆化学与生物化学。

TS743+.1;TS749+.3

A

0254-508X(2010)08-0075-02

2009-12-24(修改稿)