摘 要：本發(fā)明提供一種紅麻全稈APMP漿及其制備方法，具體步驟包括：S1、將風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，洗滌去雜，得到物料a；S2、將物料a進(jìn)行預(yù)汽蒸處理，擠壓疏解汽蒸后的物料，得到物料b；S3、將物料b加入預(yù)浸漬液中浸漬，形成漿料，漿料離心脫水至濃度為20?30wt％，得到漿料a；S4、將漿料a進(jìn)行磨漿，形成高濃磨漿料，高濃磨漿料加入調(diào)節(jié)液a中進(jìn)行漂白，離心脫水至濃度為20-30wt％，得到漿料b；S5、將漿料b加入調(diào)節(jié)液b中進(jìn)行二段漂白，離心脫水至濃度為20?30wt％，形成漿料c，稀釋漿料c，進(jìn)行磨漿，結(jié)束后洗凈篩選，得到紅麻全稈APMP漿。本發(fā)明的紅麻全稈APMP漿具有較好的漿料特性，打破了傳統(tǒng)APMP制漿對(duì)木材的依賴，緩解國(guó)內(nèi)制漿木材資源匱乏現(xiàn)狀。
技術(shù)要點(diǎn)
1.一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：
S1、原料準(zhǔn)備：將風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，洗滌去雜，得到物料a；
S2、預(yù)汽蒸與螺旋擠壓疏解機(jī)擠壓：將物料a進(jìn)行預(yù)汽蒸處理，擠壓疏解汽蒸后的物料，得到物料b；
S3、預(yù)浸漬：將物料b加入預(yù)浸漬液中超聲處理，形成漿料，洗滌漿料，離心脫水至濃度為20?30wt％，得到漿料a；
S4、一段高濃磨漿與漂白：將漿料a進(jìn)行磨漿，形成高濃磨漿料，高濃磨漿料加入調(diào)節(jié)液a中進(jìn)行漂白，離心脫水至濃度為20?30wt％，得到漿料b；
S5、二段漂白與低濃磨漿：將漿料b加入調(diào)節(jié)液b中進(jìn)行二段漂白，離心脫水至濃度為20?30wt％，形成漿料c，稀釋漿料c，進(jìn)行磨漿，結(jié)束后洗凈篩選，得到目標(biāo)紅麻全稈APMP漿。
2.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述風(fēng)干的紅麻全稈的含水量為8％?15％；所述條狀的規(guī)格為長(zhǎng)度3?6cm，寬度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述預(yù)汽蒸處理是在90?100℃下處理40?60min。
4.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述預(yù)浸漬液的濃度為10?15wt％，預(yù)浸漬液由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，10?20kg/adt的H2O2，10?15kg/adt離子液體組成；所述超聲處理是在20?40kHz，90?100℃下處理40?60min。
5.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述磨漿的盤間距為0.8?1.0mm，濃度為20?30wt％。
6.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述調(diào)節(jié)液a的濃度為10?15wt％，調(diào)節(jié)液a由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，30?60kg/adt的H2O2組成；所述漂白是在90?100℃下漂白40?60min。
7.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述調(diào)節(jié)液b的濃度為10?15wt％，調(diào)節(jié)液b由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，60?100kg/adt的H2O2組成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述二段漂白是在90?100℃下漂白40?60min；所述稀釋漿料c至15?20wt％。
9.如權(quán)利要求1所述的一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述磨漿的盤間距為0.6?0.8mm。
10.一種紅麻全稈APMP漿，由權(quán)利要求1?9任一項(xiàng)所述的制備方法制得。。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紅麻全稈APMP漿及其制備方法。
背景技術(shù)
APMP制漿工藝即為堿性過(guò)氧化氫機(jī)械漿，可以同時(shí)完成制漿和漂白過(guò)程，其主要的制漿機(jī)理是NaOH和H2O2共同作用，其中NaOH作為堿性溶劑，有助于破壞植物纖維的木質(zhì)素?纖維素鍵，促進(jìn)纖維的松散；而H2O2則作為漂白劑，能夠在去除木質(zhì)素的同時(shí)，提高漿料的白度，因此制備的漿料性能具有高得率、高白度和高強(qiáng)度，且生產(chǎn)過(guò)程廢水污染治理相對(duì)容易等優(yōu)點(diǎn)。
隨著國(guó)家對(duì)森林資源保護(hù)不斷加強(qiáng)和人們環(huán)保意識(shí)不斷提高，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)APMP制漿企業(yè)大多數(shù)以木材為原料的現(xiàn)狀，尋找新的APMP制漿原料，改善目前木材資源匱乏的處境，已成為制漿造紙行業(yè)的重要任務(wù)。
紅麻作為一種年生纖維作物，其生長(zhǎng)周期較短，適應(yīng)性強(qiáng)，能在貧瘠、鹽堿及干旱的土壤環(huán)境中良好生長(zhǎng)，具有較高的生物產(chǎn)量。此外，紅麻對(duì)土壤要求較低，可在較小的土地面積上進(jìn)行大規(guī)模種植，種植過(guò)程中的水資源消耗和土地占用也相對(duì)較小。因此，紅麻不僅可以有效替代部分木材原料，且其生物降解性較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)相對(duì)較低。與木材相比，紅麻的纖維素含量較高，且具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和拉伸性能，非常適合用于制漿，尤其在APMP制漿工藝中，能夠提供較為穩(wěn)定和高效的纖維分離效果。相比其他傳統(tǒng)的木材原料，紅麻的制漿過(guò)程較為簡(jiǎn)便，且具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，能夠滿足現(xiàn)代制漿造紙行業(yè)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。
然而，當(dāng)前制漿工藝的實(shí)際生產(chǎn)中，漿料質(zhì)量和性能仍然存在問(wèn)題，尤其是在抗張指數(shù)和內(nèi)聚力強(qiáng)度等方面，漿料的性能常常參差不齊。紅麻的纖維較為脆弱，其木質(zhì)素含量較高，且纖維長(zhǎng)短不一，這些因素都會(huì)對(duì)漿料的機(jī)械強(qiáng)度、纖維分散度以及最終的紙張性能產(chǎn)生影響。因此，如何改善紅麻APMP漿的抗張強(qiáng)度和內(nèi)聚力強(qiáng)度，提升漿料的一致性和可控性，仍然是當(dāng)前APMP制漿工藝亟待解決的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提出一種紅麻全稈APMP漿及其制備方法，來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題，制備的漿料具有優(yōu)異的抗張指數(shù)和內(nèi)聚力強(qiáng)度，本發(fā)明不僅能夠減緩木材資源的壓力，還能夠促進(jìn)資源的多元化利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，具有實(shí)際意義。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種紅麻全稈APMP漿的制備方法，具體步驟包括：
S1、原料準(zhǔn)備：將風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，洗滌去雜，得到物料a；
S2、預(yù)汽蒸與螺旋擠壓疏解機(jī)擠壓：將物料a進(jìn)行預(yù)汽蒸處理，擠壓疏解汽蒸后的物料，得到物料b；
S3、預(yù)浸漬：將物料b加入預(yù)浸漬液中超聲處理，形成漿料，洗滌漿料，離心脫水至濃度為20?30wt％，得到漿料a；
S4、一段高濃磨漿與漂白：將漿料a進(jìn)行磨漿，形成高濃磨漿料，高濃磨漿料加入調(diào)節(jié)液a中進(jìn)行漂白，離心脫水至濃度為20?30wt％，得到漿料b；
S5、二段漂白與低濃磨漿：將漿料b加入調(diào)節(jié)液b中進(jìn)行二段漂白，離心脫水至濃度為20?30wt％，形成漿料c，稀釋漿料c，進(jìn)行磨漿，結(jié)束后洗凈篩選，得到目標(biāo)紅麻全稈APMP漿。
進(jìn)一步的，步驟S1中，所述風(fēng)干的紅麻全稈的含水量為8％?15％；所述條狀的規(guī)格為長(zhǎng)度3?6cm，寬度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm。
進(jìn)一步的，步驟S2中，所述預(yù)汽蒸處理是在90?100℃下處理40?60min。
進(jìn)一步的，步驟S3中，所述預(yù)浸漬液的濃度為10?15wt％，預(yù)浸漬液由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，10?20kg/adt的H2O2組成，10?15kg/adt離子液體組成；所述超聲處理是在20?40kHz，90?100℃下處理40?60min。
進(jìn)一步的，步驟S4中，所述磨漿的盤間距為0.8?1.0mm，濃度為20?30wt％。
進(jìn)一步的，步驟S4中，所述調(diào)節(jié)液a的濃度為10?15wt％，調(diào)節(jié)液a由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，30?60kg/adt的H2O2組成；所述漂白是在90?100℃下漂白40?60min。
進(jìn)一步的，步驟S5中，所述調(diào)節(jié)液b的濃度為10?15wt％，調(diào)節(jié)液b由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，60?100kg/adt的H2O2組成。
進(jìn)一步的，步驟S5中，所述二段漂白是在90?100℃下漂白40?60min；所述稀釋漿料c至15?20wt％。
進(jìn)一步的，步驟S5中，所述磨漿的盤間距為0.6?0.8mm。
一種紅麻全稈APMP漿，由上述所述的制備方法制得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1.本發(fā)明的紅麻全稈APMP制漿工藝，以紅麻全稈為原料，打破了傳統(tǒng)APMP制漿對(duì)木材的依賴，緩解國(guó)內(nèi)制漿木材資源匱乏現(xiàn)狀。
2.本發(fā)明的特定組成的預(yù)浸漬液有效去除紅麻全稈的木質(zhì)素，明顯改善漿料的質(zhì)量，其中預(yù)浸漬液中的離子液體溫和地軟化紅麻全稈，有利于提高纖維的分散度，減少聚集，促進(jìn)后續(xù)磨漿的效率，降低對(duì)磨漿設(shè)備的磨損，提高制漿效率。
3.本發(fā)明的一段高濃磨漿與漂白將制漿和漂白合二為一，制漿的同時(shí)完成漂白過(guò)程，操作簡(jiǎn)單能耗低，不僅有效提高漿料的纖維分散度，還能優(yōu)化漿料的漂白效果；后續(xù)二段漂白與低濃磨漿確保漿料的白度，在不損傷纖維的前提下，使?jié){料分散得更加均勻。
4.經(jīng)實(shí)施例驗(yàn)證，本發(fā)明的紅麻全稈APMP制漿工藝操作簡(jiǎn)單且能耗低，得到的漿料與木材制備的APMP漿相比，在抗張指數(shù)和內(nèi)聚力強(qiáng)度指標(biāo)具有明顯優(yōu)勢(shì)，具有較好的漿料特性。
具體實(shí)施方式
為了更好理解本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容，下面提供具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
本發(fā)明實(shí)施例所用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
本發(fā)明實(shí)施例所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
本發(fā)明的離子液體為咪唑烷基為基礎(chǔ)的離子液體。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的紅麻全稈APMP漿的制備方法，具體步驟包括：
S1、原料準(zhǔn)備：將含水量為8％?15％的風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，具體規(guī)格為長(zhǎng)度3?6cm，寬度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗滌，去除砂石等雜質(zhì)，得到物料a；
S2、預(yù)汽蒸與螺旋擠壓疏解機(jī)擠壓：將物料a在95℃下進(jìn)行預(yù)汽蒸處理50min，預(yù)汽蒸處理后的物料通過(guò)MSD進(jìn)行擠壓疏解，得到物料b；
S3、預(yù)浸漬：將物料b加入濃度12wt％的預(yù)浸漬液中，預(yù)浸漬液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，20kg/adt的H2O2，12kg/adt離子液體組成，在30kHz，96℃下超聲處理45min，形成漿料，洗滌漿料，離心脫水至濃度為25wt％，得到漿料a；
S4、一段高濃磨漿與漂白：采用盤磨機(jī)對(duì)漿料a進(jìn)行磨漿，盤間距設(shè)置為0.9mm，磨漿濃度控制在23wt％，形成高濃磨漿料后加入濃度12wt％的調(diào)節(jié)液a，調(diào)節(jié)液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，50kg/adt的H2O2組成，在96℃下漂白50min，離心脫水至漿料濃度為20wt％，得到漿料b；
S5、二段漂白與低濃磨漿：將漿料b加入濃度12wt％的調(diào)節(jié)液b，調(diào)節(jié)液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，70kg/adt的H2O2組成，在96℃下進(jìn)行二段漂白45min，結(jié)束后離心脫水至漿料濃度為20wt％，形成漿料c，稀釋漿料c至15wt％，然后進(jìn)行磨漿，盤間距為0.7mm，結(jié)束后洗凈篩選，得到紅麻全稈APMP漿。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的紅麻全稈APMP漿的制備方法，具體步驟包括：
S1、原料準(zhǔn)備：將含水量為8％?15％的風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，具體規(guī)格為長(zhǎng)度3?6cm，寬度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗滌，去除砂石等雜質(zhì)，得到物料a；
S2、預(yù)汽蒸與螺旋擠壓疏解機(jī)擠壓：將物料a在100℃下進(jìn)行預(yù)汽蒸處理40min，預(yù)汽蒸處理后的物料通過(guò)MSD進(jìn)行擠壓疏解，得到物料b；
S3、預(yù)浸漬：將物料b加入濃度15wt％的預(yù)浸漬液中，預(yù)浸漬液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，15kg/adt的H2O2，10kg/adt離子液體組成，在20kHz，98℃下超聲處理40min，形成漿料，洗滌漿料，離心脫水至濃度為25wt％，得到漿料a；
S4、一段高濃磨漿與漂白：采用盤磨機(jī)對(duì)漿料a進(jìn)行磨漿，盤間距設(shè)置為1.0mm，磨漿濃度控制在25wt％，形成高濃磨漿料后加入濃度15wt％的調(diào)節(jié)液a，調(diào)節(jié)液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，45kg/adt的H2O2組成，在98℃下漂白40min，離心脫水至漿料濃度為25wt％，得到漿料b；
S5、二段漂白與低濃磨漿：將漿料b加入濃度15wt％的調(diào)節(jié)液b，調(diào)節(jié)液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，80kg/adt的H2O2組成，在98℃下進(jìn)行二段漂白40min，結(jié)束后離心脫水至漿料濃度為25wt％，形成漿料c，稀釋漿料c至17wt％，然后進(jìn)行磨漿，盤間距為0.8mm，結(jié)束后洗凈篩選，得到紅麻全稈APMP漿。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的紅麻全稈APMP漿的制備方法，具體步驟包括：
S1、原料準(zhǔn)備：將含水量為8％?15％的風(fēng)干的紅麻全稈切成條狀，具體規(guī)格為長(zhǎng)度3?6cm，寬度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗滌，去除砂石等雜質(zhì)，得到物料a；
S2、預(yù)汽蒸與螺旋擠壓疏解機(jī)擠壓：將物料a在90℃下進(jìn)行預(yù)汽蒸處理60min，預(yù)汽蒸處理后的物料通過(guò)MSD進(jìn)行擠壓疏解，得到物料b；
S3、預(yù)浸漬：將物料b加入濃度10wt％的預(yù)浸漬液中，預(yù)浸漬液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，10kg/adt的H2O2，15kg/adt離子液體組成，在40kHz，90℃下超聲處理60min，形成漿料，洗滌漿料，離心脫水至濃度為25wt％，得到漿料a；
S4、一段高濃磨漿與漂白：采用盤磨機(jī)對(duì)漿料a進(jìn)行磨漿，盤間距設(shè)置為0.8mm，磨漿濃度控制在30wt％，形成高濃磨漿料后加入濃度10wt％的調(diào)節(jié)液a，調(diào)節(jié)液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，30kg/adt的H2O2組成，在90℃下漂白60min，離心脫水至漿料濃度為30wt％，得到漿料b；
S5、二段漂白與低濃磨漿：將漿料b加入濃度10wt％的調(diào)節(jié)液b，調(diào)節(jié)液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，60kg/adt的H2O2組成，在90℃下進(jìn)行二段漂白60min，結(jié)束后離心脫水至漿料濃度為30wt％，形成漿料c，稀釋漿料c至20wt％，然后進(jìn)行磨漿，盤間距為0.6mm，結(jié)束后洗凈篩選，得到紅麻全稈APMP漿。
對(duì)比例1
與實(shí)施例1不同之處在于：使用桉木木材作為原材料，采用本發(fā)明的APMP制漿工藝，其他與實(shí)施例1一致。
對(duì)比例2
與實(shí)施例1不同之處在于：使用相思木材作為原材料，采用本發(fā)明的APMP制漿工藝，其他與實(shí)施例1一致。
對(duì)比例3
采用專利“CN1234936C”中的方法進(jìn)行制漿。
對(duì)比例4
采用專利“CN1350091A”中的方法進(jìn)行制漿。
對(duì)比例5
與實(shí)施例1不同之處在于：預(yù)浸漬液中缺少離子液體，其他與實(shí)施例1一致。
試驗(yàn)例
將實(shí)施例1?3和對(duì)比例1?4制備的漿料進(jìn)行質(zhì)量特性，指標(biāo)及其結(jié)果如表1所示。
表1
從表1看出，本發(fā)明的實(shí)施例1?3的紅麻全稈APMP制漿工藝制備的漿料具有較好的漿料特性，其中抗張指數(shù)和內(nèi)聚力強(qiáng)度顯著優(yōu)于現(xiàn)有傳統(tǒng)對(duì)比例1?2的木材原料，表明APMP制漿的原料使用紅麻全稈優(yōu)于木材；同時(shí)優(yōu)于對(duì)比例3和4的制漿工藝得到的漿料，對(duì)比例3的制漿工藝為化學(xué)熱磨機(jī)械漿，而本發(fā)明使用的APMP制漿工藝，其中預(yù)汽蒸和化學(xué)浸漬都是在常壓下進(jìn)行，制漿和漂白合二為一，制漿的同時(shí)完成漂白過(guò)程，操作簡(jiǎn)單且能耗低，得到的漿料具有較好的漿料特性，通過(guò)對(duì)比例4的制備步驟得到的APMP漿料質(zhì)量特性相對(duì)于本發(fā)明強(qiáng)度明顯偏度。對(duì)比例5預(yù)浸漬液中缺少離子液體，其得到的漿料性能也下降。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
文章摘自國(guó)家發(fā)明專利，一種紅麻全稈APMP漿及其制備方法，發(fā)明人：楊澤廣，郭彩虹，李樹(shù)木，申請(qǐng)?zhí)?/font>：202411683331.X，申請(qǐng)日：2024.11.22
