摘要利用竹子制備適用于生產醋酸纖維和Lyocell纖維的漿粕,研究加工過程中的漂白工藝。結果顯示:酶質量分數為o.04%時,木聚糖酶預處理的效果達到最佳;DMD能夠有選擇地氧化木質素,提高H2 02的漂白能力,當丙酮與過硫酸氫鉀質量比為3:4時,DMD具有最佳的脫木質素和輔助漂白效果。在這2種預處理階段,卡伯值的降低量占整個漂白過程降低量的37.9%,特性黏度的降低量僅占整個漂白過程降低量的13.7%。X射線衍射分析間接證明了DMD的脫木素作用,在漂白過程中,DMD處理會降低竹漿粕的結晶度和晶粒尺寸,但其他階段竹漿粕的結晶度和晶粒尺寸是增加的。
用于制備醋酸纖維、Lyocell纖維等的竹漿粕,其主要質量指標表現在三高上,即a.纖維素含量高、聚合度高和白度高…,因而竹漿粕的漂白工藝對纖維素的作用不能太劇烈以保證制得的漿粕具有較高聚合度,但又必須充分脫除木質素和半纖維素。為此,本文提出一種結合木聚糖和DMD預處理的過氧化氫漂白工藝。DMD是由過硫酸氫鉀制劑(2KHSO,·KHS04·l(2S04)與丙酮反應生成的中間產物。
竹漿粕的漂白工藝流程:竹漿蒸煮一打漿一洗滌一木聚糖酶處理一洗滌一一漂一洗滌一DMD預處理一堿抽提一洗滌一二漂一洗滌一終漂一烘干一成品漿粕。本文討論了木聚糖酶處理和DMD處理對漂白效果的影響,著重研究竹漿粕在漂白過程中結構和性能的變化。
1 實驗部分
1.1材料
蒸煮后的竹漿粕,白度為41.7%,黏度為8.90 dL/g。過硫酸氫鉀制劑由杜邦公司提供?;瘜W試劑均為分析純,購自國藥集團。
1.2木聚糖預處理
蒸煮后的竹漿粕經洗滌后用pH值為6.5的磷酸二氫鈉磷酸氫二鈉緩沖溶液浸泡60 min,在溫度為70℃,漿粕質量分數為10%的狀態下加入不同質量分數的木聚糖酶和質量分數為0.5%的二乙烯三胺五乙酸(D11PA),充分混合后反應120 min。
1.3 DMD預處理
將稱好的漿粕置于燒杯中,先加入少許清水攪拌均勻,按2:1體積比加入丙酮一水溶液并調節pH值為7.0,然后攪拌10 min,使丙酮與漿粕充分混和。加入溶解好的過硫酸氫鉀,丙酮和過硫酸氫鉀的總量為3.2 g/L,其反應生成DMD的反應式如圖1所示。
攪拌均勻后將漿粕及反應溶液一起倒予塑料袋中密封并放人60℃的恒溫水浴中,浴比為1:10,反應時間為100 min。然后取出漿粕,用清水洗滌干凈并烘干。
1.4漂白與堿抽提
3次過氧化氫漂白的條件相同:HeO:的質量分數為5%,NaOH為2%,乙二胺四乙酸(EDTA)為0.5%,Mgs04為0.5%;溫度為70℃,漿粕質量分數為10%,時間為120 min。堿抽提條件:NaOH的質量濃度為2 g/L,溫度為100℃,浴比為1:30,時間為60 min。
1.5物化性能分析
a.纖維素含量C。是根據17.5%的NaOH處理前后漿粕樣品的干重計算(參照ISO 699--1982),公式為:C=M1/M2×100%
式中:M。為處理前的漿粕干重,g;肘:為處理后的漿粕干重,g。
卡伯值表示蒸煮后殘留在漿粕中木質素的相對含量(質量分數),木質素含量越低,卡伯值越小。根據ISO 302一198l,通過測定一定量的漿粕所消耗的高錳酸鉀的量可確定卡伯值。竹漿粕的特性黏度叩](mL/g)根據TAPPI T 206規定確定,樣品的聚合度DP根據下式計算:
1.6漿粕表面形貌觀察
用日立JSM一5600 LV掃描電子顯微鏡觀察漿粕的表面形貌,加速電壓為20 kV,測試前樣品進行鍍金處理。
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