高得率本色竹浆漂白方法的探究
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[摘要]北京英力生科新材料技术有限公司采用新工艺法已制备出一种高得率高性能化学本色竹浆。由于漂白浆有广阔的市场前景，可观的经济和社会效益，本文主要通过采用单段P、HP、CEHH、DEDP以及加氧预漂等多种方法对该竹浆进行漂白试验探究。通过对纤维形态、纤维显微镜结构、纸浆白度、纸浆漂损、纸浆粘度以及纸浆性能等方面的检测与分析，分析不同漂白方法对纸浆纤维的影响，探索出相对适合的此类高得率化学本色竹浆的漂白方案。
[关键词]高得率本色浆；漂白；纤维形态；竹浆
中图分类号：P619.25 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0158-02
由北京英力生科新材料技术有限公司主持的“植物全价开发”项目研究出了一种新工艺法高得率化学本色竹浆
纤维长、得率高（稳定在65-70%）、耐破和撕裂指数高。但目前国内竹子高得率浆及高得率漂白浆的研究还是比较少见，为拓展高得率本色浆在市场的适用性，笔者进行了对该浆的漂白研究，并为其寻找合适的漂白方案。基于该浆料类似与机械浆得率高的特点，对新工艺本色浆进行了过氧化氢（P）单段漂、HP两段漂、CEHH四段漂、DEDP四段漂以及增加氧预漂等多种漂白方法的探究，在尽可能降低漂损情况下最大程度的提高纸浆白度。在满足白度前提下，笔者从纸浆的漂损、粘度、纸张性能，纤维形态及显微镜结构等宏观和微观两个层面阐述了不同漂白方法对该新工艺化学竹浆的影响。
1、漂白方案
1.1 单段P漂白――单段过氧化氢漂。
1.2 HHMP漂白――先次氯酸钠漂，再经过活出处理，最后进行过氧化氢补充漂白。
1.3 O+HP漂白――先氧预漂再进行次氯酸钠+过氧化氢漂。
1.4 CEHH漂白――先进行氯气氯化，再碱抽提，最后进行两段次氯酸钠漂。
1.5 DEDP漂白――二氧化氯漂白，再碱提取，然后二次二氧化氯漂白，最后双氧水补充漂白。
2、结果与讨论
从生产实际考虑，评判纸浆漂白方法的标注首要是纸浆白度以及纸浆漂损。纸浆白度是衡量漂白后纸浆是否合格的第一要求，漂损关系到生产成本，漂损越小，生产成本越低。此外，漂白对纸浆粘度也有一定要求，漂白太低相应的纸浆性能也差。实验从漂白处理后的纸浆白度、漂损、粘度，纸张性能以及纤维形态变化等发面对不同漂白方法对新工艺本色浆（卡伯值为90～100；得率为65～70%）的漂白结果进行了分析。
2.1 新工艺本色浆漂白处理后纸浆白度分析
对各种漂白方法漂白后纸浆的白度进行测定。如图1所示，DEDP能有效提高纸浆白度至80%ISO，CEHH亦能将新工艺本色浆漂至72%ISO的白度，单段P漂、HP漂以及氧预漂与P/HP的联合漂白提高纸浆白度不明显。经P、HP、O+P、O+HP漂白后纸浆明显呈乳黄色，CEHH和DEDP漂白后纸浆为白色。说明CEHH和DEDP均能漂白新工艺本色浆，从白度角度看DEDP效果更优。
2.2 新工艺本色浆漂白纸浆漂损分析
该浆料中木素含量较高，纸浆漂白即二次脱木素的过程，因而漂白过程中纸浆漂损较大。由图3看出，对可达较高白度的cEHH和DEDP的漂白方案，CEHH漂损为14.50%，DEDP漂损为31.30%，从低漂损角度讲，CEHH方案更优。
2.3 新工艺本色浆漂白前后粘度变化
按照国标GB/T 1548-2004对本色浆以及CEHH与DEDP的漂白浆进行了粘度流出时间的测定。实验数据（表1）显示本色浆流出时间短，粘度小，CEHH与DEDP漂白过程均能大幅度增加浆料流出时间，即增加浆料粘度。
2.4 新工艺本色浆漂白前后纸浆性能变化
如表2所示，CEHH漂白后的纸浆撕裂指数降低，耐破指数升高；DEDP漂白后的纸浆撕裂和耐破指数均有较大提高。理论分析认为此结果同时与纸浆打浆度有关，DEDP漂白打浆度较低，说明DEDP对纤维损伤小，反映为纸浆撕裂指数较大，耐破指数较小；CEHH漂白纸浆打浆度高，说明CEHH漂白对纤维损伤程度大于DEDP漂白，故反映为耐破较高，撕裂指数稍低。实验结果表明漂白明显提高纸浆性能。
2.5 新工艺本色浆漂白前后纤维形态变化
本色浆（图3）纤维细胞之间杂乱的细小纤维和木素较多，CEHH漂白浆（图4）纤维细胞之间的几乎只含有较少杂乱的细小纤维，DEDP漂白浆（图5）图片较干净，说明纤维细胞之间的几乎没有杂乱的细小纤维和木素。造成这种情况的原因有两点，一是因为漂白后胞间层木素几乎被全部脱除，二是因为打浆度较低，细小纤维较少。
分析漂白前后纸浆纤维形态变化可知（表3），漂白前后纤维平均长度、平均宽度变化极小，说明CEHH与DEDP两种漂白方法均对纤维的长度及宽度破坏很小，漂白前后纤维长度都在1.7mm左右，由此推测漂白前后纸浆撕裂指数均较大。从形态指数上看，CEHH和DEDP漂白降低了纤维形态指数，即增加了纤维卷曲度，此参数对于漂白浆的性能判断参考不大。
在纤维平均长度没有影响情况下，本实验还对漂白前后的纸浆进行了纤维长度分布探究（图6）。漂白前后纤维长度均符合正态分布，对比漂白前后纤维长度分布，可知氯气氯化和二氧化氯漂白对纤维长度影响不大，这也反映所选CEHH和DEDP漂白工艺是合理的。另外，该图显示在纤维长度为3～3.4 mm区间内，CEHH和IDEDP漂白对纤维长度都有损伤，漂白降解了部分长纤维。
3、结语
实验表明，各种漂白方法中，DEDP漂白方法能有效提高纸浆白度至80%ISO，CEHH亦能将新工艺本色浆漂至76%ISO的白度，通过对漂白前后纤维显微镜结构、纤维长度分布以及纤维平均长度等纤维形态特点的分析，漂白对纤维长度影响极小，漂白前后纤维长度均符合正态分布，故对于新工艺本色浆而言，CEHH和DEDP是有效的漂白方法。同时，漂白过程中纸浆漂损为20%～30%，以新工艺最小收率65%计，经CEHH和DEDP漂白后，漂白浆得率可达53%和45%，高于常规工厂的漂白浆收率40～42%，仍具有有市场竞争力以及经济和社会效益的。