一种“机械——活性氧化法”制取全棉杆纤维的方法技术

一种以棉花杆为原料，应用“机械－－活性氧化法”，制取建筑、造纸及其它用途纤维的全棉秆纤维的方法。将去除杂质的棉秆进行撕裂、粉碎并揉搓成丝绒状，加入浸渍液进行预氧化反应，并搅拌；再进行研磨疏解，经研磨疏解后的物料再进行研磨浓缩，同时加入活性氧磨浆漂白液进行漂白，经研磨浓缩漂白后的浓浆进行加压紊流终漂，便可制取供造纸用的全棉秆纤维浆；将全棉秆纤维浆再进行浓缩、过滤、脱水或晾干便可供建筑或其它等行业用的全棉秆纤维。具有得浆率高；有效地消除了僵斑和腐斑，白度好；免蒸煮，节能显著；不产生严重污染生态环境的制浆黑液；工艺简单，操作方便，投资少，成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以棉花杆为原料，应用"机械——活性氧化法"，制取全 棉杆纤维的方法。具体地说是以棉花杆为原料，以"机械——活性氧化法"生 产建筑、造纸及其它用途纤维的方法。本方法同样适用于利用其它禾本科植物 秸杆、苇杆、竹材、灌木等作为原料，以生产上述用途的纤维物质。二
技术介绍
森林是地球的重要生态资源，它除了能防止水土流失、调节气候等作用外， 还担负着吸收二氧化碳、释放氧气的作用。然而目前世界的森林资源正以每年700X10Vz的速度递减，森林资源用于生产木浆造纸，是造成森林资源加速递减的重要原因之一；因此，寻找可替代木浆造纸的可再生纤维原料已刻不容缓。 由于棉杆集韧皮纤维和茎杆木质纤维于一体，其化学组成非常接近于阔叶 木材质(见表l)。表l:棉杆原料化学组成(％)和平均纤维长(mm)棉杆 部位水分灰分抽取物亚氯 酸钠 综纤 维素木素聚戊 糖果胶平均纤 维冷水热水l柳aOH苯醇棉杆 韧皮6. 126. 1218. 3423. 6643. 572. 775. 5716. 8423. 369.642.46棉茎 杆7. 872.053. 715. 0221. 361.6876. 3221. 3118. 071. 421.08全棉 杆8. 123. 157. 679. 7428. 721,9475.9520. 1719. 274. 251.68资料来源《植:吻纤维化学教材》中B轻工il乙出版社2001我国是个产棉大国，年产高质量棉杆在数千万吨以上，可目前对这种类似阔叶木的年生资源利用率还不到20%,多年来人们都想利用这一巨大的资源来 代替木材来生产纸浆纤维。正是由于棉杆的特点是韧皮和茎杆结合成一体，其韧皮上的僵斑和腐斑不 易分离，长期以来不能生产出用以造纸的、替代木纤维纸浆的全棉杆纤维桨。 近些年来，虽有极少数的企业的棉杆为原料生产出可用以造纸的全棉杆纤维纸浆，但其存在着以下缺点1、其工艺复杂，需要的设备多，投资大；2、耗能高，仍存在着环境污染问题；3、不能生产出白色的棉杆纤维纸浆，也就是说 不能用以白色纸张的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术的不足提供一种"机械——活性氧化 法"制取全棉杆纤维的方法。它是一种机械强化作用下的、化学药剂协同作用 制取白色全棉杆纤维浆的方法，其免蒸煮，不仅节能显著，而且不产生严重污 染生态环境的制浆黑液。本专利技术的技术方案是:将去除杂质的棉杆进行撕裂、粉碎并揉搓成丝绒状， 加入调配好的浸渍液进行预氧化反应，并搅拌；再将预氧化反应后的物料进行 研磨疏解，经研磨疏解后的物料再进行研磨浓縮，同时加入活性氧磨桨漂白液 进行漂白；经浓縮后的料浆浓度为25 30%;经研磨浓縮漂白后的浓浆迸行加 压紊流终漂，便可制取全棉杆纤维浆。其具体工艺过程如下1、 原料准备整理棉杆，去除杂物，将棉杆撕裂并粉碎，然后揉搓成丝绒状物料。2、 制取纤维 '2. 1予氧化处理将丝绒物料中加入调配好的浸渍液进行预氧化反应，并 搅拌；对物料进行疏解，同时进行预反应；预氧化反应温度为70 80°C，预 氧化反应的时间控制在40 80分钟。浸渍液中的组成按重量比活性氧A的含量为3 10%、活性氧B的含量 为》2. 5Pmol/L、活性氧C的含量为》3umol/L、活性氧D的含量为0. 3 0. 8%、 活性氧化钙为10 50%、硅酸钠为1. 5%、磷酸镁为0. 15%、DTPA的含量为0. 1%、 其余为水，PH值10 11。其中活性氧A为过氧化氢，活性氧B为叔丁基醇过氧化物，活性氧C 为过氧化氢酶，活性氧D为锰过氧化氢酶。2.2研磨疏解处理将予氧化处理后的物料进行研磨疏解处理，均匀碾压 物料的压縮比为^4: 1，物料的叩解度》17%，形成丝绒状细纤维，分离物料细胞间层中的纤维素，形成粗浆，色泽由棕色变为黄色。2.3漂白浓縮将上述研磨疏解处理后的粗浆加入活性氧磨浆漂白剂，进行漂白，并进行浓缩，形成料浆。漂白浓縮的温度控制在《6(TC;浓縮后的料浆浓度控制在25 30%。活性氧磨浆漂白剂的加入量按其重量比为活性氧磨浆漂白剂棉杆=(0.04 0.06): 1活性氧磨浆漂白剂的配方按干棉秆重量比为过氧化氢3 6%、过氧化氢 酶2. 5 5陶ol/Kg、锰过氧化氢酶3 6Mmol/Kg、叔丁基醇过氧化氢0. 3 0. 6%。 到此时，棉杆已全部疏解成单丝纤维，并且首尾氧在磨热力的强化作用下，木 质素等基本溶出，纤维白度达70%以上。3、终漂处理将漂白浓縮制取的料浆(此时的料浆中活性氧化物尚有原加入量的约 40 50%存在)用水调至浓度为10 12%，温度调整到70 8(TC，再对料浆进 行加压至2MPa，并同时进行搅拌，时间为30 45分钟。便可制取全棉杆纤维 浆。该全棉杆纤维浆可供造纸用。产生的废液中含有部分残留活性氧化物，稍 加处理后可供预氧化处理中配制浸渍液使用。当需要用于建筑或其它等行业时，将制取的供造纸用的全棉杆纤维浆再进 行浓縮、过滤、脱水或晾干便可，产生的废水，由于含有部分残留的活性氧化 物，在稍加处理后，也可供调配浸渍液使用。本专利技术是一种机械强化作用下的、化学药剂协同作用制取白色全棉杆纤维 桨的方法，是利用机械搅拌、压力的强化作用下，使活性氧化物能与全棉杆纤 维更加充分的接触、并能渗入棉杆韧皮上的僵斑和腐斑，使其裂解并除其色， 提高了全棉杆纤维浆的白度，满足了白纸的生产需要；本专利技术的整个过程不需 要蒸煮节约了大量的能源；产生的废水，含有部分残留的活性氧化物，稍经处 理后可回用，不产生严重污染生态环境的制浆黑液。因此，本专利技术具有纤维收 得率高；有效地消除了僵斑和腐斑，白度好；免蒸煮，节能显著；不产生严重 污染生态环境的制浆黑液；工艺简单，操作方便，投资少，成本低等特点。具体实施例方式本专利技术是-一种以棉花杆为原料，在机械强化作用下、化学药剂协同作用制 取白色全棉杆纤维浆的方法，是将去除杂质的棉杆进行撕裂、粉碎并揉搓成丝 绒状，加入调配好的浸渍液进行预氧化反应，并搅拌；再将预氧化反应后的物 料进行研磨疏解，经研磨疏解后的物料再进行研磨浓縮，同时加入活性氧磨浆漂白液进行漂白；再将经研磨浓缩漂白后的浓桨进行加压紊流终漂，便可制取 全棉杆纤维浆。 实施例1、 原料准备整理棉杆，去除杂物，用撕裂机将棉杆撕裂并粉碎，然后用揉搓机进行揉 搓成丝绒状物料。2、 制取纤维2.1予氧化处理将丝绒物料放入装有机械疏解器的予氧化反应器中，加 入调配好的浸渍液进行予氧化反应，'并起动机械疏解器，进行搅拌对物料进行 疏解；预氧化反应温度为70 80°C，预氧化反应的时间控制在40 80分钟。 本实施例为50 60分钟。浸渍液中的组成按干棉秆重量比活性氧A的含量为3 10%、活性氧B 的含量为^2. 5Mmol/L、活性氧C的含量为》3umol/L、活性氧D的含量为0. 3 0. 8%、活性氧化钙为10 50%、硅酸钠为1. 5%、磷酸镁为0. 15%、 DTPA的含量 为O. 1%、其余为水，PH值10 11。 ，浸渍液的优化组成按重量比活性氧A的含量为5 8%、活性氧B的含量 为》2. 5 3. 0%Mmol/L、活性氧C的含量为》3. 0 3. 5%Mmol/L、活性氧D的含 量为0. 5 0. 7%、活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“机械－－活性氧化法”制取全棉杆纤维的方法，以棉杆为原料，其特征在于：将去除杂质的棉杆进行撕裂、粉碎并揉搓成丝绒状，加入调配好的浸渍液进行预氧化反应，并搅拌；再将预氧化反应后的物料进行研磨疏解，经研磨疏解后的物料再进行研磨浓缩，同时加入活性氧磨浆漂白液进行漂白，经研磨浓缩漂白后的浓浆进行加压紊流终漂，便可制取全棉杆纤维浆；　　其具体工艺过程如下：　　１、原料准备：　　整理棉杆，去除杂物，将棉杆撕裂并粉碎，然后揉搓成丝绒状物料；　　２、制取纤维：　　２．１予氧化处理：将丝绒物料中加入调配好的浸渍液进行预氧化反应，并搅拌；对物料进行疏解，同时进行预反应；预氧化反应温度为７０～８０℃，预氧化反应的时间控制在４０～８０分钟；　　浸渍液中的组成按重量比：活性氧Ａ的含量为３～１０％、活性氧Ｂ的含量为≥２．５μｍｏｌ／Ｌ、活性氧Ｃ的含量为≥３ｕｍｏｌ／Ｌ、活性氧Ｄ的含量为０．３～０．８％、活性氧化钙为１０～５０％、硅酸钠为１．５％、磷酸镁为０．１５％、ＤＴＰＡ的含量为０．１％、其余为水，ＰＨ值１０～１１；　　其中：活性氧Ａ为过氧化氢，活性氧Ｂ为叔丁基醇过氧化物，活性氧Ｃ为过氧化氢酶，活性氧Ｄ为锰过氧化氢酶；　　２．２研磨疏解处理：将予氧化处理后的物料进行研磨疏解处理，均匀碾压物料的压缩比为≥４∶１，物料的叩解度≥１７％，形成丝绒状细纤维，分离物料细胞间层中的纤维素，形成粗浆，色泽由棕色变为黄色；　　２．３漂白浓缩：将上述研磨疏解处理后的粗浆加入活性氧磨浆漂白剂，进行漂白，并进行浓磨，形成料浆，漂白浓磨的温度控制在≤６０℃，浓磨后的料浆浓度控制在２５～３０％；　　活性氧磨浆漂白剂的加入量按其重量比为：　　活性氧磨浆漂白剂∶棉杆＝（０．０４～０．０６）∶１　　活性氧磨浆漂白剂的配方按干棉秆重量比为：过氧化氢３～６％、过氧化氢酶２．５～５μｍｏｌ／Ｋｇ、锰过氧化氢酶３～６μｍｏｌ／Ｋｇ、叔丁基醇过氧化氢０．３～０．６％；　　３、终漂处理：　　将漂白浓缩制取的料浆用水调至浓度为１０～１２％，温度调整到７０～８０℃，再对料浆进行加压至２ＭＰａ，并同时进行搅拌，时间为３０～４５分钟，便可制取全棉杆纤维浆；产生的废液稍加处理后可供预氧化处理中配制浸渍液使用。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯恩福，张敏，冯益昌，
申请(专利权)人：泰安思特福科贸有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]