纸浆中胶黏物沉积性能及生物酶控制机理的研究

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1、万方数据天津科技大学硕士学位论文1前言1．1废纸的回用及胶黏物的危害1．1．1废纸回用情况在世界范围内，废纸己成为制浆造纸工业的一种重要原料，废纸的有效回收利用有效缓解了制浆造纸工业所面临的资源短缺、环境污染和能源消耗等问题。废纸的回用对于像我国这样一个造纸原料资源短缺国家的制浆造纸工业发展具有非常重要的意义。据统计llJ，在2012年，中国的纸浆生产总量(约7867万吨)与2011年相比增加了1．86％。其中，废纸浆产量为5983万吨，较上年同期增长了5．71％，木浆产量约810万吨，非木浆1074万吨。2012年我国纸浆消耗量约9348万吨，较2011年增长3

2、．36％，其中木浆的消耗量(约2291万吨)占纸浆总消耗量的25％；废纸浆消耗量约5983万吨，占全国纸浆总消耗量的64％，其中进口废纸浆占40．63％、国产废纸浆占59．37％；非木浆消耗量约1074万吨，占全国纸浆消耗总量的11％。废纸原料在制浆造纸中的使用可以有效缓解我国造纸原料的紧缺，减少制浆造纸过程中因砍伐而产生的环境破坏与污染。实际生产中，废纸甚至会重复多次使用。在纸张的生产、加工、印刷和回用过程中会加入多种物质，这些添加物会给纸张的回用带来麻烦，使回用过程更加困难。这些物质在废纸制浆过程中经絮聚或沉积形成黏性物质，给生产过程和纸页质量造成影响。在使用

3、废纸浆为原料的纸厂，纸机循环白水中含有天然木材抽出物，同时还含有人工合成聚合物，这些聚合物包括废纸中引入的热熔胶、压敏胶、油墨连结料、涂布粘合剂、残余脱墨化学品、纸张抄造过程中添加的干增强剂和湿增强剂等物质。废纸中的胶黏物问题主要是由这些杂质造成的，胶黏物控制技术是造纸工业废纸回收利用中最具挑战性的技术之一。1．1．2胶黏物的危害胶黏物具有亲脂性、形变性、黏性和表面电负性等特性。产生胶黏物问题的根本原因是胶体与水的亲和性降低，当胶黏物与水的亲和性较大时，粒子在水中趋于分散状态，而当其与水的亲和性较小时则发生絮聚或沉积。因胶黏物在纸浆或白水中带负电性而具有较高的阳离

4、子需求量，其本身也具有很强的沉积趋势。胶黏物进入造纸的生产过程后，对纸机的运行能力、纸质量、产品价值都会产生不同程度的影响。在废纸浆和白水循环系统中，胶黏物由于具有黏性而以沉积的方式留在纸机或者纸页上【2】。图1．1表示胶黏物所造成的危害。万方数据1前言图1—1胶黏物造成的危害Fig．1—1Theproblemscausedbystickies(1)对纸机设备的影响胶黏物具有黏附性，易在纸机的白水循环管道、成形网、压榨部以及毛毯处沉积，或在流浆箱内、筛浆机和输送管道内等处出现结垢，阻塞管道严重影响纸机正常运行。对于纸张抄造过程中的表面施胶、涂布、压光、复卷等也会产

5、生不利影响。在纸机湿部胶黏物会沉积在输送浆料的管壁，在纸机的成形网上沉积的胶黏物会堵塞网孔，造．成滤水困难、纸页断头，从而影响纸机车速，缩短成形网的寿命；在压榨部，胶黏物的存在增加了净化和洗涤次数，也增加了化学药品的用量和毛毯的更换次数以及停车时间；此外，在纸机毛毯和压辊上沉积的胶黏物还会导致纸页断头并导致停车；胶黏物易在干燥部的干燥织物上形成小污点，一些纤维会粘在污点上，久而久之会在织物上形成坚硬的污块，这些污块会给水分均衡和纸机运行速度造成负面影响，还会阻碍纤维结合，造成纸页的断头，这种现象在高级薄页纸和新闻纸的生产中尤为明显；对纸机压光部的影响表现在纸业中水

6、分分布不均匀，经过压光机处理，湿的部分纸页厚度降低，而使纸页各点厚度不均，厚度均衡突发的变化会引起纸张轻微卷起，影响纸页的质量。(2)对成纸质量的影响在废纸制浆造纸过程中，二次纤维中的胶黏物会随着纤维进入纸页或在成形织物、毛毯上沉积，使纸页产生污点或孔洞【3l；随着白水循环程度增大，胶黏物含量逐渐升高，纸张的裂断长和耐破指数降低、白度降低、松厚度增大、多孔性增大、光散射系数增大和不透明度升高【4J。1．2胶黏物的来源胶黏物是一个集合术语【5】，是指废纸回用过程中存在的各种来源不同、具有临时或永久黏性，并且为造纸过程带来多种问题和导致产品质量下降的所有物质的总称。胶

7、黏物包括天然物质、人工聚合物及无机成分。天然物质如木材中的树脂酸、甘油三万方数据天津科技大学硕士学位论文酸酯、脂肪酸等，他们在制浆过程中常会形成树脂障碍。人工聚合物主要包括胶粘剂、涂布粘合剂、印刷油墨连结料、残余脱墨化学品等。胶黏物的主要来源可以概括为以下几个方面L6，¨。1．2．1木材抽出物木材抽出物主要来源于原生纤维，但同时也含有一些残余的脱墨剂和施胶剂中的成分，包括中性成分和酸性成分。其中的中性成分沉积趋势较强，主要包括树脂酸、甘油三酸酯、甾醇酯等物质，其中甘油三酸酯(Triglyceride，缩写TG)是形成树脂障碍的重要成分，也是导致胶黏物沉积的重要组分

8、之一。虽然