CMC对漂白针叶木浆屈服应力的影响及其应用研究

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1、分类号ＴＳ７１学位代码３０８学校代码１０２９８密级ＧＫ学号３１４０２４３南京休案大學ＮＡＮＪＩＮＧＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文论文题目：ＣＭＣ对漂白针叶木浆屈服应力的影响及其应用研究作者：何晶专业：制浆造纸工程研究方向：制浆造纸节能减排技术与装备指导老师：张辉教授一二〇＾七年六月致谢转眼间，研究生生涯已经接近尾声。在硕士毕业论文完稿之际，我要向所有支持、关心和帮助过我的人们表示最诚挚的谢意！本论文是在导师张辉教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、实

2、验方案的定制、论文的修改和定稿，无一不倾注着张老师大量的心血。张老师严肃的科学态度、严谨的治学精神和精益求精的工作作风，都深深地影响和激励着我。张老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给予我无微不至的关怀，是值得我终身收藏的宝贵财富。值此论文即将付梓之际，向张老师致以真诚的谢意！其次，我还要感谢南京林业大学轻工科学与工程学院的童国林老师、龚木荣老师、曹云峰老师、周小凡老师、胡慕伊老师、熊智新老师、王晨老师、程金兰老师、朱文远老师等，感谢你们在我求学过程中给予了许多有益的指导和有力的支持！感谢实验室的皮成忠老师

3、、刘学斌老师、吴伟兵老师、刘祝兰老师、张欢老师，特别是张欢老师，谢谢你在实验过程中提供了巨大的帮助，感谢你对我的包容和理解，对于我给你带来的麻烦再次表示歉意！感谢院办的张德珍老师、张义生老师、王莉老师和郑志红老师，感谢班主任施婧老师和黄依杭老师，辅导员尹红梅老师和曹海峰老师，谢谢你们一路以来的支持和帮助！感谢在同一个实验室学习和生活的师兄沙九龙、杨帅、刘钰，师姐朱文、刘立苹、窦靖、张欣，同届的陈树润、于蒙蒙，师妹李金苗、蔡慧、蒋旸，师弟陈晨，你们的支持、陪伴和帮助是我一生中最美好的记忆！感谢和我一同继续在南林求学的小伙伴们

4、，陈树润、于蒙蒙、徐辉、张莉莉、金鑫，感谢你们从本科到研究生以来的一直陪伴！感谢2014级科硕班的所有同学，感谢我的室友们，钱爽、杨艳和申玲玲，你们的包容和帮助让我度过了愉快的研究生时光！最后，感谢我的家人对我的理解和支持，感谢所有帮助和关心我的人！作者：何晶二〇一七年六月于南京摘要造纸工业是基础性行业，其制造的产品对教育、沟通和包装等至关重要。该行业大部分工段都涉及不同浓度多相流体纸浆悬浮液的流动，其流变特性为制浆造纸工艺过程和装备的高效稳定运行以及设计优化奠定了重要理论基础。目前，国内对于纸浆纤维悬浮液的流变特性，尤其

5、是屈服应力的研究很少，更没有研究造纸化学品对纸浆悬浮液屈服应力影响的研究。本文在探讨纸浆流体力学和添加剂CMC的流变特性的基础上，提出在纸浆悬浮液中添加CMC来改善纸浆的流变特性，尤其是屈服应力的设想；通过实验研究出合适的CMC添加量，并研究了添加CMC后对纸浆搅拌能耗和输送流态化的影响；通过筛选模拟实验来研究添加CMC对纸浆筛选的影响。本研究的主要成果如下：（1）利用剪切应力梯度法测量浆浓为0.5%~4.0%的漂白针叶木浆悬浮液屈服应力，y结果表明，随着纸浆浓度的增加，屈服应力呈非线性增加，且不管是否添加CMC，都满足

6、baC指数方程ym，式中a约为2.5~3.8，b约为2.6~2.9。（2）在漂白针叶木浆悬浮液中加入CMC可降低纸浆的屈服应力；在实验设计的浆浓分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%和CMC添加量（相对绝干浆质量）分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的条件下，当CMC添加量为1.5%时，效果最为显著，并且随着纸浆浓度的增加，CMC的影响也越来越明显。在浆浓为4%的针叶木浆悬浮液中添加1.5%的CMC，可以使屈服应力降低约16.19%。（3）添加CMC使纸浆悬浮

7、液的屈服应力降低，因而可明显降低其实验模拟搅拌能耗。当纸浆悬浮液浓度为4%，CMC添加量为1.5%时，屈服应力降低16.19%，相应的搅拌转速在500rpm左右时搅拌功率降低了40.58%。（4）纸浆输送时，纸浆初始流态化的条件可以用单位体积纸浆消耗能量的大小，即能耗因子F来定量描述，添加CMC对F的影响与屈服应力一致。添加1.5%的CMC，单位体积纸浆能耗降低最显著，纸浆浓度越大，效果约越显著。在浆浓为4%的针叶木浆悬浮液中添加1.5%的CMC，可以使单位体积纸浆消耗的能量降低约29.76%（5）纸浆筛选模拟实验显示

8、，对于低浓纸浆，添加CMC对其筛选效率无明显影响；对于高浓纸浆，添加CMC后，其筛选效率明显提高，在转速分别为300r/min、500r/min、700r/min时，对应的添加CMC的纸浆的良浆通过率比未添加CMC时提高了9.26%、15.45%和9.08%。（6）高浓纸浆筛选过程中，添加CMC有效促进