同步法制备微纤化纤维素及其在纸张增强中的应用

摘要

本发明提出一种ZnCl₂润胀与微纤丝机械解离同步完成的微纤化纤维素产品制造工艺。其基本特点是：以各种漂白化学浆、机械浆以及棉、麻、农作物秸秆等植物纤维为主要处理对象，利用具有良好纤维润胀作用的ZnCl₂作为主要预处理剂，在润胀处理浆料纤维的同时，结合适度的机械打浆处理，实现植物纤维细胞壁中纤维素微纤丝的润胀-机械解离同步完成，达到节能降耗和简化产品制备工艺流程的目的，解离后的纤维素微纤丝经高压均质等后续处理，可获得微纤化纤维素(MFC)产品。该产品应用于制浆造纸工业纸张生产过程，可以有效提高成纸强度和纸张光学性能等多种质量指标，具有良好的应用前景。

主权项

同步法制备微纤化纤维素及其在纸张增强中的应用技术，其特征在于：利用ZnCl₂对于各种植物纤维原料的强烈润胀作用，在磨浆机机械解离作用下，同步完成植物纤维细胞壁中微纤丝结构的解离，经后续高压均质处理后，达到低能耗制备微纤化纤维素产品的目的，该产品对于增加纸张强度和改善纸张光学性能具有显著作用。包括以下步骤：1)原料准备：以漂白阔叶木化学浆为例，实验前测定风干浆料水分备用，与过量的ZnCl₂水溶液(浓度≥50％)混合配制10％浆浓的纸浆悬浮液，送磨浆机打浆研磨；2)原料润胀‑打浆同步处理：利用盘磨等纤维磨解设备分阶段处理混合ZnCl₂后的浆料悬浮液，润胀预处理阶段采用0.8‑1.0mm较大的盘磨间隙处理工艺，确保润胀剂与纤维充分混合，约5‑8min内完成润胀；之后逐步调整盘磨间隙至0.1‑0.05mm，反复进行打浆处理，总计处理时间为15‑30min，完成微纤丝分离；3)脱盐处理：经过充分润胀与解离的浆料悬浮液经过充分透析脱盐后，稀释至1％浓度后作为微纤丝悬浮液备用；4)均质化处理：上述微纤丝悬浮液送高压均质机，在40‑60MPa条件下循环10‑15次，经冷冻干燥后，获得微纤化纤维素样品；5)润胀剂回收：脱盐工序处理后获得的ZnCl₂溶液经真空过滤、浓缩达到50％以上浓度后，作为润胀剂回用于植物纤维原料的润胀预处理。