玉米秸穰做纸制品增强剂方法的研究

论文摘要

本论文以玉米秸穰为原料，在工艺条件及成本分析方面对玉米秸穰做纸制品增强剂方面进行了研究。首先通过探索实验确定了四种处理方法，即乙醇法、烧碱蒽醌法、碱性亚钠蒽醌法和中性亚钠蒽醌法，并对四种方法的最佳处理条件进行了优化。结果表明，乙醇法处理玉米秸穰的最佳处理条件为：最高温度180℃，保温时间90min，液比1：25，乙醇浓度60%。处理结果为细浆得率45.54%，高锰酸钾值36.69。NaOH-AQ处理玉米秸穰的最佳处理条件为：用碱量18%，最高温度170℃，保温时间120min，液比1：20，蒽醌用量：0.05%。处理结果为黑液pH值为8.68；粗浆得率为40.67%；细浆得率为36.24%；高锰酸钾值为17.84。NS-AQ法处理玉米秸穰的最佳处理条件为：用碱量16%，碱比0.4，最高温度170℃，保温时间120min，液比1：20，蒽醌用量0.05%。处理结果为黑液pH值7.56，粗浆得率43.54%，细浆得率36.74%，高锰酸钾值18.32。AS-AQ法处理玉米秸穰的的最佳处理条件为：碱比0.5，用碱量16%，最高温度170℃，保温时间90min，蒽醌用量0.05%，液比1：15。处理结果为黑液pH值10.24，粗浆得率44.28%，细浆得率34.88%，高锰酸钾值为16.83。以OCC浆为基础浆种，通过抄片实验和纸张物理强度检测实验对四种处理方法的成纸强度进行比较，从而确定加入AS-AQ法处理后的玉米秸穰成纸强度最好，增强效果最明显，当秸穰含量30%时，与原纸相比，抗张指数增加了90.11%，耐破指数增加了80.73%，耐折次数增加了450%。通过实验讨论了AS-AQ法处理后的玉米秸穰对未打浆浆料（20°SR）和打浆浆料（35°SR）的影响。秸穰与未打浆的芦苇浆混合，当秸穰含量20%时，其成纸强度与原纸相比，抗张指数、撕裂指数、耐破指数和耐折次数分别增加了135.51%、28%、86.49%和300%；秸穰与打浆后的芦苇浆混合，当秸穰含量10%时，其成纸强度与原纸相比，抗张指数、撕裂指数、耐破指数和耐折次数分别增加了38.11%、11.29%、37.5%和133.33%。这说明秸穰对打浆浆料的改善作用低于未打浆浆料。以芦苇浆（35°SR）为基础浆种，通过实验确定了阳离子淀粉用量为1%，其成纸强度与加入10%AS-AQ法处理后的玉米秸穰的成纸强度基本一致，并讨论了两者在生产成本上的比较，经计算得出：加入AS-AQ处理后的玉米秸穰的成本比加入阳离子淀粉便宜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纸张增强剂
• 1.1.1 纸张强度产生的原因
• 1.1.2 纸页的强度性质
• 1.1.3 增强剂的种类
• 1.1.3.1 干增强剂
• 1.1.3.2 干增强剂增强机理
• 1.1.3.3 增干强剂应用的各种目的和场合
• 1.1.3.4 常用的增干强剂
• 1.1.4 湿增强剂
• 1.1.4.1 常用的湿增强剂
• 1.1.4.2 湿强剂的增强机理
• 1.1.5 增强剂的研究发展方向
• 1.2 玉米秸秆资源状况
• 1.2.1 玉米秸秆现状及其分布
• 1.2.2 玉米秸秆的组织结构特性
• 1.2.3 玉米秸秆的纤维形态和化学组成
• 1.2.4 玉米秸秆综合利用情况
• 1.2.4.1 作为有机肥还田利用
• 1.2.4.2 饲料化处理
• 1.2.4.3 用于农村能源建设
• 1.2.4.4 用作工业化生产原料
• 1.3 制浆方法的研究进展
• 1.3.1 亚硫酸盐法制桨机理及其应用
• 1.3.2 烧碱蒽醌法制浆机理
• 1.3.3 添加 AQ 的作用
• 1.3.4 乙醇溶剂法制浆
• 1.3.4.1 乙醇溶剂法制浆的应用
• 1.3.4.2 乙醇溶剂法制浆的优点
• 1.3.4.3 乙醇溶剂法制浆的缺点
• 1.4 玉米秸穰概况及发展潜力
• 1.4.1 玉米秸穰的物理化学特性
• 1.4.2 玉米秸穰的应用现状
• 1.4.3 玉米秸穰的发展潜力
• 1.4.3.1 玉米秸穰在非造纸领域的发展潜力
• 1.4.3.2 玉米秸穰在造纸行业的发展潜力
• 1.4.4 玉米秸穰中的半纤维素类型
• 1.5 半纤维素对纸浆及纸张性质的影响
• 1.5.1 半纤维素对纸浆打浆行为的影响
• 1.5.2 半纤维素含量对纸张性质的影响
• 1.6 本论文的研究内容、目的和意义
• 1.6.1 研究目的和意义
• 1.6.2 论文研究的主要内容
• 第二章 玉米秸穰制增强剂的探索性实验
• 2.1 实验与方法
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.1.1 玉米秸穰的制备
• 2.1.1.2 碱性过氧化氢机械浆
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 第三章 玉米秸穰处理方法及其工艺的研究
• 3.1 乙醇法处理玉米秸穰工艺试验
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验药品
• 3.1.4 实验方法
• 3.1.4.1 处理设备
• 3.1.4.2 处理过程
• 3.1.4.3 洗浆
• 3.1.4.4 浆料及废液的分析
• 3.1.5 结果与讨论
• 3.1.5.1 蒸煮条件的确定
• 3.1.5.1.1 最高温度及保温时间的确定
• 3.1.5.1.2 液比及乙醇浓度的确定
• 3.1.5.2 处理工艺的优化
• 3.1.5.2.1 正交实验因素和水平的确定
• 3.1.5.2.2 正交实验结果
• 3.1.5.2.3 再现性实验
• 3.2 烧碱蒽醌（NaOH-AQ）法处理玉米秸穰
• 3.2.1 实验原料与方法
• 3.2.1.1 实验原料
• 3.2.1.2 实验方法
• 3.2.1.2.1 处理设备
• 3.2.1.2.2 处理过程
• 3.2.1.2.3 洗浆和筛浆
• 3.2.1.3 浆料及废液的分析
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 蒸煮条件的确定
• 3.2.2.1.1 用碱量的确定
• 3.2.2.1.2 最高温度的确定
• 3.2.2.1.3 保温时间的确定
• 3.2.2.1.4 液比的确定
• 3.2.2.1.5 烧碱蒽醌再现性实验
• 3.3 中性亚钠蒽醌法处理玉米秸穰
• 3.3.1 实验原料与方法
• 3.3.1.1 实验原料同
• 3.3.1.2 实验方法
• 3.3.1.3 浆料及废液的分析
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 蒸煮条件的确定
• 3.3.2.1.1 用碱量的确定
• 3.3.2.1.2 最高温度的确定
• 3.3.2.1.3 保温时间的确定
• 3.3.2.1.4 液比的确定
• 3.3.2.1.5 NS-AQ 法处理玉米秸穰再现性实验
• 3.4 碱性亚钠蒽醌法处理玉米秸穰
• 3.4.1 实验原料与方法
• 3.4.1.1 实验原料同
• 3.4.1.2 实验方法
• 3.4.1.3 浆料及废液的分析
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.4.2.1 处理条件的确定
• 3.4.2.1.1 碱比的确定
• 3.4.2.1.2 用碱量的确定
• 3.4.2.1.3 最高温度的确定
• 3.4.2.1.4 保温时间的确定
• 3.4.2.1.5 液比的确定
• 3.4.2.1.6 AS-AQ 法处理玉米秸穰的再现性实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 玉米秸穰处理方法的对比及选择
• 4.1 实验与方法
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.3 实验仪器
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 处理后的玉米秸穰与 OCC 浆混合抄片结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 玉米秸穰增强剂与普通增强剂的比较
• 5.1 实验与方法
• 5.1.1 实验原料
• 5.1.2 实验仪器
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 AS-AQ 法处理后的玉米秸穰与芦苇原浆混合抄片结果
• 5.2.2 秸穰含量对低打浆度浆料强度性能的影响
• 5.2.2.1 浆中秸穰含量对抗张强度的影响
• 5.2.2.2 浆中秸穰含量对撕裂度的影响
• 5.2.2.3 浆中秸穰含量对耐破度的影响
• 5.2.2.4 浆中秸穰含量对耐折度的影响
• 5.2.2.5 浆中秸穰含量对打浆度的影响
• 5.2.3 AS-AQ 法处理后的玉米秸穰与芦苇浆混合抄片结果
• 5.2.4 秸穰含量对打后浆料强度性能的影响
• 5.2.5 玉米秸穰添加量的确定
• 5.2.6 经济分析
• 5.2.6.1 阳离子淀粉添加量的确定
• 5.2.6.2 两种增强剂在成本方面的比较
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢