阅读说明：本技术 一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法 (A kind of method of ozone treatment thermomechanical pulp fiber surface ) 是由 李军 廖建明 莫立焕 于 2019-07-15 设计创作，主要内容包括：一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法。该方法包括以下步骤：1)木片原料经过热处理后,送入盘磨机进行磨制,得到热磨机械浆;(2)使用H<Sub>2</Sub>SO<Sub>4</Sub>将纸浆的pH调节至酸性,在恒温条件下处理一段时间；(3)处理后的纸浆经离心后调节至浓度为30%；(4)将调节好浓度的纸浆移至反应釜中加入一定量的EDTA作为稳定剂,调节反应釜搅拌速度,搅拌后通入臭氧进行反应,反应完成后用蒸馏水洗涤至中性后烘干,对纤维表面木素进行测试,经PFI打浆至一定转速后进行机械性能测试。本发明方法经过臭氧处理后的热磨机械浆纤维表面木素含量降低,机械性能明显改善,同时本发明具有时间短,效率高,废水不含氯,易处理等优点。(A kind of method of ozone treatment thermomechanical pulp fiber surface.Method includes the following steps: 1) chip raw material is sent into disc mill and is ground, obtain thermomechanical pulp after Overheating Treatment;(2) H is used 2 SO 4 The pH of paper pulp is adjusted to acidity, under constant temperature conditions processing a period of time；(3) treated, and paper pulp is adjusted to after being centrifuged that concentration is 30%；(4) paper pulp for regulating concentration is moved in reaction kettle and a certain amount of EDTA is added as stabilizer, adjust reaction kettle mixing speed, ozone is passed through after stirring to be reacted, it is dried after being washed with distilled water to neutrality after the reaction was completed, fiber surface lignin is tested, carries out measuring mechanical property after PFI is beaten to certain revolving speed.The advantages that thermomechanical pulp fiber surface lignin content of the method for the present invention after ozone treatment reduces, and mechanical performance is obviously improved, while the present invention has the time short, high-efficient, and waste water is free of chlorine, easy to handle.)

一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法

技术领域

本发明属于纸浆纤维性能改进技术领域，具体涉及一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法。

背景技术

高得率制浆是不用或用少量的化学品处理植物纤维，然后利用机械能将植物纤维离解成纸浆。由于其得率高、污染低等优点，近几十年来得到不断发展，如预热木片磨木浆(TMP)、化学机械浆(CMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、碱性过氧化氢化学机械浆(APMP)、P-RCAPMP等。然而，化机浆废液是温度高、污染负荷大、含有毒性污染物质，处理难度大于一般的工业废水。目前，国内化学浆生产企业的黑液多采用燃烧法碱回收处理技术，工艺成熟。而化机浆的初始固形物的质量分数较小，一般为1.5％～2.0％，无法直接燃烧，因此，化机浆的污水处理是一个难以解决的问题。热磨机械浆相比于化机浆污染负荷较小，但纤维较挺硬，结合力差，纸张强度较小，所以需要对其进行表面处理以提高其性能。

传统的对纤维表面改性的方法包括磺化、碱处理和过氧化氢处理等，这些方法会对环境造成一定程度的污染。臭氧是一种已经用于纸浆漂白的强氧化剂，O₃对木素具有较强的选择性，在强度损失较小的情况下能够提高纸浆的白度，并且它漂温低，时间短，效率高，废水不含氯，易处理等优点。纤维细胞壁上的木素与臭氧之间的反应分为反应区和非反应区，两个区域是受臭氧的扩散所控制的，浓度不同，其传质机理也不同。在高浓状态下纤维表面的水膜厚度接近于零，臭氧与木素直接反应，反应首先发生在初生壁上，随后通过S1和S3层扩散至S2层进行反应。因此，机械浆在高浓条件下，其表面的木素能够直接与臭氧反应，从而改变纤维表面的结构，提高机械浆的性能。

发明内容

为了改善热磨机械浆的机械性能，本方法提供了一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法，该方法具有时间短，效率高，废水不含氯，易处理等优点，在纸浆性能改善方面具有潜在的应用价值。

本发明的热磨机械浆纤维是经过恒温酸处理一段时间后，在EDTA稳定剂的条件下，与一定量的臭氧反应后制备的。所述的纤维具有更低的表面木素含量和较好的机械性能。

本发明通过以下技术方法实现。

一种臭氧处理热磨机械浆纤维表面的方法，步骤如下：

(1)木片原料经过热处理后，送入盘磨机进行磨制，得到热磨机械浆；

(2)使用H₂SO₄将纸浆的pH调节至酸性，在恒温条件下处理；

(3)处理后的纸浆经离心后调节浓度；

(4)将调节好浓度的纸浆移至反应釜中加入EDTA作为稳定剂，通入臭氧后在0-500r下反应，反应完成后用蒸馏水洗涤至中性后烘干，对纤维表面木素进行测试，经PFI打浆至5000-10000r后进行机械性能测试。

优选的，步骤(2)中，使用H₂SO₄将纸浆的pH值调节至2-6；所述恒温处理时间为10-60min。

优选的，步骤(2)所述的pH调节和恒温处理步骤如下：用聚乙烯封口袋称取30g热磨机械浆，用蒸馏水调节浆浓至10％左右，取一定量的H₂SO₄调节pH至2-6，手动揉搓均匀后放入30℃水浴锅中恒温处理10-60min。

优选的，步骤(3)中，处理后的纸浆经离心后调节至纸浆质量百分比浓度为20-40％。

优选的，步骤(4)中，所述的臭氧处理步骤如下：纸浆调节好浓度后加入EDTA，揉搓均匀后放入反应釜内，调节反应釜搅拌速度为100r/min，搅拌后通入臭氧进行反应，臭氧通入量为1-5％。

优选的，步骤(4)中，所述EDTA的用量以纸浆绝干量计为0.1-1wt％，臭氧的用量以纸浆绝干量计为1-5wt％。

由以上所述方法对热磨机械浆纤维表面进行处理。

以上所述纤维表面木素含量降低，机械性能明显改善。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所处理的热磨机械浆具有较好的机械强度，适用于瓦楞纸的生产，同时本方法具有时间短，效率高，废水不含氯，易处理等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

(1)用聚乙烯封口袋称取30g热磨机械浆，用蒸馏水调节浆浓至10％左右，取H₂SO₄调节pH至3，手动揉搓均匀后放入30℃水浴锅中恒温处理30min。

(2)处理后的纸浆经离心后调节至质量百分比浓度为30％。

(3)纸浆调节好浓度后加入一定量的EDTA，EDTA用量为纸浆质量的0.5％，揉搓均匀后放入反应釜内，调节反应釜搅拌速度为100r/min，搅拌5min后通入臭氧进行反应，臭氧通入量为1％。

(4)反应完成后用蒸馏水洗涤至中性后烘干，对纤维表面木素进行测试，经PFI打浆至10000r后进行机械性能测试。

实施例2

(1)用聚乙烯封口袋称取30g热磨机械浆，用蒸馏水调节浆浓至10％左右，取一定量的H₂SO₄调节pH至3，手动揉搓均匀后放入30℃水浴锅中恒温处理30min。

(2)处理后的纸浆经离心后调节至质量百分比浓度为30％。

(3)纸浆调节好浓度后加入一定量的EDTA，EDTA用量为0.5％，揉搓均匀后放入反应釜内，调节反应釜搅拌速度为100r/min，搅拌5min后通入一定量的臭氧进行反应，臭氧通入量为3％。

(4)反应完成后用蒸馏水洗涤至中性后烘干，对纤维表面木素进行测试，经PFI打浆至8000r后进行机械性能测试。

实施例3

(1)用聚乙烯封口袋称取30g热磨机械浆，用蒸馏水调节浆浓至10％左右，取一定量的H₂SO₄调节pH至3，手动揉搓均匀后放入30℃水浴锅中恒温处理30min。

(2)处理后的纸浆经离心后调节至质量百分比浓度为30％。

(3)纸浆调节好浓度后加入一定量的EDTA，EDTA用量为0.5％，揉搓均匀后放入反应釜内，调节反应釜搅拌速度为100r/min，搅拌5min后通入一定量的臭氧进行反应，臭氧通入量为5％。

(4)反应完成后用蒸馏水洗涤至中性后烘干，对纤维表面木素进行测试，经PFI打浆至5000r后进行机械性能测试。