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摘要:目的 探讨以高得率浆(HYP)为原料制备模塑制品过程中木素结构的变化规律,为研究以HYP为代表的高木素含量原料制备模塑制品的强度形成机理提供理论依据,为逐步构建纸浆模塑技术纤维结合强度形成理论奠定基础.方法 采用相对分子质量测定(GPC)、红外光谱分析(FT-IR)、二维核磁共振谱图(2D-HSQC)、定量磷谱分析(31p-NMR)等手段,通过模拟纸浆模塑热压干燥过程前后木素结构的对比,研究热压过程对木素结构的影响.结果 基于落叶松HYP为原料的热压过程,模塑浆板(MPB)中的磨木木素(MWL)分子质量由5216 g/mol提高到6132 g/mol;FT-IR分析证实MPB-MWL的非共轭羰基减少,共轭羰基增加;从HYP-MWL到MPB-MWL的过程中,2D-HSQC解析证实树脂醇(B)结构百分比由8.66%减少到6.68%(以芳环为内标,下同),而苯基香豆满(C)结构百分比由15.45%增加到20.88%;由31p-NMR定量结果可知,MPB-MWL中脂肪族羟基、G型酚羟基结构、对-羟基酚羟基均较HYP-MWL有所降低.结论 MPB-MWL相对分子质量的提高说明木素在热压过程中发生了聚合反应;FT-IR分析证实非共轭羰基(C=O)化学键的断裂、共轭羰基(C=O)化学键的生成在热压过程中共存;2D-HSQC和31p-NMR分析证实木素解聚反应和聚合反应同时发生,是一对竞争性的反应,但聚合反应的程度大于解聚反应....
[专利] 发明专利 CN201710539992.9
东北林业大学 2017-10-24
摘要:本发明涉及一种以废弃茶梗为原料的造纸方法,具体步骤如下:步骤一、预处理选择茶梗进行清洗、烘干、切碎并除尘;步骤二、蒸煮压榨将步骤一中的茶梗通过水溶剂浸提出其中的茶多酚,待用;步骤三、制备浆料经步骤二压榨后的粗浆先进入高浓度盘磨机进行磨浆处理,再进入筛浆机进行筛浆处理,筛渣再次进行磨浆处理。本发明提出以茶梗作为制浆造纸新原料,使得茶梗废弃物得到合理的应用,又为造纸工业提供新的原料来源。茶梗的木质素含量高于普通草类原料,纤维形态长宽比可达到74~90之间,纤维分布细密,纤维之间相互交织性能好,其成纸强度高,可以作为造纸的理想原料。
[硕士论文] 岳欣
制浆造纸工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:纸浆模塑技术作为一种可降解、可异形造型、自我粘合的新型植物纤维材料成型技术,受到了越来越广泛的重视,有关模塑纤维材料中纤维间结合强度形成机理的研究虽取得了一系列进展,但仍不够完善。
  为进一步证实并完善植物纤维原料中,木素组分对模塑纤维材料纤维结合强度的贡献机理,本研究首先以低木素含量的化学浆(CP)和高木素含量的高得率浆(HYP)为研究对象,通过不同工况下两对象所制备模塑纤维材料纤维结合强度的比较,从工程角度确认两种原料所形成的模塑材料抗张强度上的差异,并借鉴人造板相关植物纤维无胶胶合理论,分析木素在纸浆模塑工况下对纤维结合强度产生积极影响的可能性。在此基础上,借助植物纤维化学经典木素结构研究手段,经Bj(o)rkman法提取木素,通过相对分子量测定(GPC)、红外光谱分析(FT-IR)、二维核磁共振谱图(2D-HSQC)、定量磷谱分析(31P-NMR)等手段,对模塑热压前后HYP中木素结构进行研究;同时,通过对模塑纤维材料Z向木素含量测定、XPS分析、FT-IR分析、接触角的测定、木素分子量分析等,研究模塑纤维材料热压过程中木素的Z向迁移行为。研究结果表明:
  a)在热压干燥背景下,处于纸浆模塑干燥成型温度(110℃以上)工况时,随干燥温度的提高,HYP模塑材料抗张强度迅速提高,到190℃时,抗张强度甚至高于同一原料的化学浆,说明木素在纸浆模塑成型过程中对纤维结合强度产生了积极贡献。
  b)HYP模塑热压成型前后,木素分子量由5216g/mol提高到6132g/mol,说明木素在热压过程中发生了聚合反应;FT-IR分析证实木素中非共轭羰基减少,共轭羰基增加,说明木素化学键的断裂和生成在热压过程中共存;2D-HSQC解析证实树脂醇(B)结构由8.66/100Ar减少到6.68/100Ar(以芳环(Ar)为内标),而苯基香豆满(C)结构由15.45/100Ar增加到20.88/100Ar;由31P-NMR定量结果可知,木素中脂肪族羟基、G型酚羟基结构、对-羟基酚羟基有所降低;综合2D-HSQC和31P-NMR分析可知,木素解聚反应和聚合反应共同存在,是一对竞争性的反应,但聚合反应的程度大于解聚反应。
  c)HYP模塑纤维材料中木素发生Z向迁移。190℃模塑浆板上、下表面Klason木素的含量(30.67、34.82%)较之110℃模塑浆板上、下表面均有所提高(30.13、31.36%),下表面提高明显;而190℃模塑浆板上、下表层物质的O/C分别为0.42和0.36,110℃模塑浆板上、下表层物质的O/C分别为0.50和0.48,较高温度热压条件导致表层物质O/C的降低,更接近于木素O/C理论值0.33;110℃模塑浆板与190℃模塑浆板上、下表面均可检测到木素的芳环伸缩振动峰1423、1510和1600cm-1,并且190℃模塑浆板下表面峰强度增加明显;190℃模塑浆板上、下表面接触角较之110℃模塑浆板上、下表面均有所提高,前者下表面的接触角提高尤为明显;190℃模塑浆板的木素的重均分子量(Mw=6132g/mol)较110℃模塑浆板(Mw=12258g/mol)相比有明显降低,木素发生解聚反应,分子量降低有利于木素迁移行为发生;纤维筛分证实模塑浆板下表面纤维分离程度较上表面高,是促使模塑浆板下表面木素含量明显增加的重要原因。
  本研究的完成,揭示了以HYP为原料制备模塑纤维材料过程中木素结构及木素在模塑浆板Z向迁移行为的变化规律,为以HYP为代表的高木素含量原料制备模塑纤维材料的强度形成机理提供了理论依据,为逐步构建纸浆模塑技术纤维结合强度形成理论奠定了基础。
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