溶解浆的质量要求及其生产技术研究

王恬 谭晓峰 李晓婧 邓强 刘丞

山东省产品质量检验研究院 山东济南 250102

溶解浆是制浆造纸行业的一个特殊产品，常用于纤维素及其衍生物的相关产品生产。由于溶解浆的质量要求相对较高，因此其生产过程对于原料、工艺以及设备等方面有着较高的要求，加强对相关生产技术的研究成为了相关产业发展的必须要关注的一个问题。

1 溶解浆及其用途

溶解浆是指纤维素质量分数≥90%的高纯度精致浆，又被称为浆粕。溶解浆内除了大量的纤维素以外，通常还会含有少量的半纤维素、木素、有机抽出物、矿物质等成分，其总体含量一般在1-10%左右，几乎不会对溶解浆中的纤维素的相对分子质量分布造成影响[1]。

溶解浆生产再生纤维素以及纤维素衍生物等产品的重要原料，大致可以范围黏胶纤维与纤维素酯两大类产品。其中黏胶纤维是将溶解浆原料进行了碱化、老化、黄化、酸化等一系列工序处理后再生成纤维素，然后经过纺丝工艺制成纤维素纤维，用于无纺布、汽车轮胎帘子线、玻璃纸、海绵等产品的生产。纤维素酯则属于纤维素经过酸化处理后的衍生物，常见的有醋酸纤维素、硝化纤维素、醚化纤维素等，可用于塑料制品、液晶显示屏、油漆、炸药、粘合剂、食品添加剂等产品的生产。

2 溶解浆的质量要求

2.1 α-纤维素含量

α-纤维素是溶解浆的主要成分。其含量与溶解浆纯度以及生产成本成正比关系。低等级溶解浆中α-纤维素的质量分数＜90%，在中等级溶解浆中其质量分数要求为90-95%，高等级溶解浆则要求其质量分数＞95%。

2.2 半纤维素含量

半纤维素在溶解浆中的含量虽然不高，但却会对纤维素产品的生产造成一定的影响，使其在酸、碱处理过程中发生变色。

2.3 残余木质和白度

溶解浆残余木质的含量一般以卡伯值进行表示，要求＜0．2～0．5个单位，即残余木质的质量分数＜0．05%。溶解浆残余木质是影响产品白度的主要因素，在部分对白度要求较高的产品生产中，要求其白度应达到95%以上[2]。

2.4 吸碱值

吸碱值代表溶解浆纤维素与碱的反应性能，吸碱值越高代表产品质量越好，但过高会导致浸渍温度大大提高，增加产品生产能耗，而过低则会导致溶解浆毛细孔隙度降低，碱比不均匀。在实际生产中需要将产品吸碱值控制在相对稳定的水平。

2.5 反应性能

溶解浆的反应性能越高表示产品均匀性越好，能够降低生产过程中的化学药品消耗从而节省成本，降低有害物质的产生，通常以滤阻值和颗粒含量、酸代度(γ值)和Fock反应性能进行表示。

2.6 无机组分以及金属离子

溶解浆中的无机组分以及过渡金属离子过多会对纤维素相关产品的生产造成不利的影响。例如，Fe2+和少量Cu2+会使溶解浆的光诱导返黄、SiO2会影响黏胶纤维的老化时间和过滤性能。

3 溶解浆生产过程中的质量控制

3.1 纤维原料

随着传统的棉短绒、针叶木等传统的生产原料的供应紧张，导致生产成本不断提高，一些非木材原料也逐渐开始用于溶解浆的生产，例如竹子、阔叶木、芦苇、蔗渣等。但这些非木材纤维原料存在得浆率低且生产的溶解浆质量相对较差等问题。因此，在溶解浆的生产中，必须要对所使用的纤维原料种类进行科学的论证，保证其能够有效的降低生产成本，能够持续供应，且对于溶解浆质量的影响较小。

3.2 蒸煮

当前溶解浆生产主要使用的蒸煮工艺为预水解硫酸盐法，其相较于过去的酸性亚硫酸盐法不仅能够较好的脱出原料中的木素、半纤维素，还具有较高的漂白效率。在溶解浆的蒸煮工艺上，要合理的确定工艺条件，在保护纤维素不被降解的基础上尽可能的将原料中的杂质部分去除，保持溶解浆较好的均匀性。

3.3 漂白

在溶解浆的漂白工艺中，除了要进一步的脱出其中的杂质以外，还能够对纤维素黏度、聚合度、反应性能等方面进行调整。目前常用的漂白工艺主要有有氧脱木素（0）、二氧化氯漂白（D）、过氧化氢漂白（P）等，其中脱氧木素对纤维素的损伤较大，应注意控制反应程度；二氧化氯对于纤维素损伤较轻，是较好的漂白试剂；过氧化氢多用于工艺末段，能够在漂白的同时避免浆料反黄。

3.4 精制

精制工艺能够对溶解浆中的杂质进一步清除并提高其反应性能，通常情况下可以与漂白工艺交叉进行。常用的精制工艺主要有碱抽提、酸处理和酶处理等。碱抽提又可以分为热碱抽提和冷碱抽提，对于使用了酸性亚硫酸盐蒸煮工艺的浆料效果较好，在需要设置碱液回收系统；酸处理能够有效的去除抗碱性半纤维素，同时还能够减少浆料的金属离子与灰分含量；酶处理中主要使用纤维素酶来降低纤维素黏度和性对分子质量、提高其反应性能，使用半纤维素酶来去除浆料中的杂质，需根据具体原料来调整酶的用量。

3.5 其他工艺

除上述工艺以外，微波处理、电离子辐射处理、离子液处理以及机械处理等工艺也经常用于溶解浆生产中，能够有效的减少浆料杂质，提高反应性能[3]。