导　　师： 何北海

学科专业： H2201

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 木材机械浆是目前新闻纸生产的主要原料之一，在制浆过程中受机械和化学作用，大量的天然疏水性有机低分子和中分子量的物质(包括脂肪酸，树脂酸及其与甘油形成的脂肪酸酯)分散到造纸过程水中形成疏水性胶体物质(粗分散体系)。随着白水封闭程度和纸机车速的提高以及二次纤维的回用，这些疏水性物质可以单独或者与不溶性无机盐、填料、纤维、消泡剂和涂布剂等作用，在纸页及纸机多个部位出现沉积造成产生树脂障碍，严重影响造纸产品的质量和产量。 本论文结合近几年国内外研究文献，特别是针对马尾松机木浆的研究分析，选取了油酸(脂肪酸)、海松酸(树脂酸)和三油酸甘油酯为树脂代表物，采取乳化分散和透析的方法制备了不含有机溶剂的胶体木材树脂模型物。在不同的ph条件下中(酸性、中性和碱性)对造成树脂沉积关键成分、关键影响因素以及二次纤维dcs物质对木材胶体树脂沉积的影响进行了研究。从胶体与表面化学层面初步揭示了马尾松纸浆中胶体树脂的沉积机理。选取对胶体树脂沉积造成显著影响的因素，采用回归分析的方法建立胶体树脂沉积历程方程，对树脂沉积程度进行了预测。通过实验室培养，筛选白腐菌菌株g对马尾松木片树脂的降解效果进行研究。并通过基于甘油三酯的显色反应在412nm处有特征吸收的原理，建立了纸浆及_术片树脂中甘油三酯定量检测的方法，并以此对脂肪酶降解马尾松纸浆甘油三酯效果进行了评价。 粒度分析结果表明，混合树脂模型物和马尾松tmp胶体树脂的的粒径分布范围基本一致并且粒径分布主峰也比较接近均在0.1微米左右，从颗粒粒径这个物理指标来看，混合树脂模型物可以模拟tmp胶体树脂的物理特性。在不同ph值和氯化钙浓度下，混合树脂模型物与马尾松tmp树脂zeta电位体现出基本一致的变化趋势，说明利用混合树脂可以很好的模拟tmp胶体树脂的胶体化学性质。 在多组条件下，研究了混合树脂模型物与单组分模型物的胶体稳定性、沉积行为及沉积物成分，探讨了造成树脂沉积的关键树脂成分及影响因素。结果表明树脂的沉积程度取决于树脂的组分、过程条件如ph、剪切作用力、无机电解质含量，特别是能够与树脂中酸性组分形成不溶性皂的金属离子含量等因素的共同作用。金属离子对胶体树脂的诱导是造成失稳、沉积以及产生树脂障碍的主要原因，并且金属离子对不同树脂组分沉积的机理有所不同。对于树脂酸和脂肪酸组分，金属离子与其形成不溶性皂是导致体系失稳并沉积的主要原因；而对于甘油三酯组分，金属离子则是通过其电解质压缩双电层作用，导致胶体甘油三酯发生失稳并沉积。脱墨浆dcs中溶解性无机和有机物质对木材胶体树脂的稳定性作用不同，溶解性无机物引起木材树脂的失稳和聚集，而溶解性有机物对树脂的失稳具有抑制作用。在没有剪切力输入的情况下，脱墨浆dcs物质不足以引起木材胶体树脂的大量沉积。脂肪酸是树脂中与脱墨浆dcs物质中金属离子形成粘性不溶性皂的主要组分，树脂酸在低温时几乎不形成皂，高温时尽管有不溶性皂产生但粘性较低，沉积性较差。 通过对树脂沉积量与沉积时间与钙离子浓度之间关系的进行回归分析。胶体树脂沉积量与沉积时间及钙离子浓度之间的二元回归方程模型为y=0.0766-0.00019t<,2>+0.0146t+0.1054(c<,ca><'2+>)<'2>-0.0824(c<,ca><'2+>) 通过显著分析，其全相关系数r=0.976，大于临界相关系数。通过对方程的精密度分析，在置信度为95％时其误差限为±0.0412。方程的置信上下限为：y=0.0766-0.00019t<'2>+0.0146t+0.1054(c<,ca><'2+>)<'2>-0.0824(c<,ca><'2+>)±0.042。 利用该二元回归方程模型在给定条件下，对树脂沉积量进行预报，预报值与测定值符合度较高。 高电荷密度的阳离子定着剂对纸浆中的胶体树脂颗粒在纤维上的定着效果明显。加入阳离子定着剂后，纸浆滤液的浊度与阳离子需要量均显著降低。ph值是影响阳离子聚合物引起胶体树脂失稳的关键因素。定着效果在酸性条件时(ph4.5)最佳，随着ph的升高在中碱性(ph6.8、ph8.5)条件时定着效果有所下降。 白腐菌处理马尾松木片在降解木素的同时对树脂(二氯甲烷抽提物)也具有明显的降解作用。在培养期间内，外源无机盐用量对白腐菌降解木素和树脂的能力影响不同，似乎存在一个可以通过外源无机盐的加入来进行调控，能够同时兼顾对小素和树脂的降解机制。 基于甘油三酯处理后与显色剂发生显色反应的原理，提出一种利用紫外分光光度计定量测定纸浆抽出物中甘油三酯含量的方法。根据重现性实验结果与误差分析表明，本方法具有测定结果重现性好，准确性较高，精密度基本满足要求。并且测试周期较短，仪器和测试成本较低，适用在工厂实际生产过程中定量监测纸浆中甘油三酯含量变化。

关 键 词： 树脂障碍 马尾松 沉积机理 阳离子定着剂 白腐菌 紫外光谱

分 类 号： [TS7]

领　　域： [轻工技术与工程]