玉米秸秆的综合利用

【摘要】： 本论文对用玉米秸秆外皮造纸、用髓制作模压缓冲包装材料的综合利用技术进行了试验研究。 首先研究了玉米秸秆的化学组成，玉米秸皮中性亚硫酸盐葸醌法(NS—AQ)、碱性亚硫酸盐蒽醌法(AS—AQ)、烧碱—AQ法(AP—AQ)制浆及蒸煮过程中杂细胞的形态变化，并对不同制浆方法的玉米秸皮浆的成纸性能做了比较。结果表明，玉米秸皮NS—AQ法蒸煮的最佳碱比是0.4，此时适宜的实验室工艺条件为：总用碱量13％(Na_2O计)，最高温度160℃，保温时间105min，AQ用量0.1％，液比1：5。在该条件下的浆料性质为细浆得率51.59％，卡伯值8.1，粘度1268mL／g，白度42.7％ISO，漂率1.7％。 AS—AQ法蒸煮的最佳碱比是0.45，此时适宜的实验室工艺条件为：总用碱量13％(Na_2O计)，最高温度140℃，保温时间90min，AQ用量0.1％，液比1：5。在该条件下浆料的各项性质为细浆得率51.38％，卡伯值10.8，粘度1264mL／g，白度39.6％ISO，漂率2.4％。 AP—AQ法蒸煮的实验室最佳工艺条件为：用碱量16％(NaOH计)，最高温度135℃，保温时间60min，AQ用量0.1％，液比1：5。在此工艺条件下可制得细浆得率50.17％，卡伯值14.6，粘度1277mL／g，白度32.6％ISO的浆，浆的漂率为6.2％。 三种浆比较，AP—AQ浆的得率较低、未漂浆的白度较低、漂率较高、较难打浆，但浆的强度较高，对杂细胞的破坏程度较高。 而对以玉米秆髓为原料、中性或碱性亚硫酸盐蒽醌法制浆废液为粘合剂制备缓冲包装材料的研究表明，影响玉米秸秆缓冲包装材料性能的因素主要有粘合剂用量、模压压力、废液固形物含量、髓粒径以及制备时是否采取加压干燥手段等。通过调整这些相关因素可以获得具有不同缓冲性能和刚性的材料，进而能够满足不同包装产品的缓冲要求，用以代替EPS泡沫塑料包装工业产品。 【关键词】：玉米秸秆 NS-AQ AS-AQ AP-AQ 碱比 缓冲包装材料
【学位授予单位】：大连轻工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TS743.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 玉米秸秆资源的状况11-14
• 1.1.1 玉米秸秆资源量及其分布11-12
• 1.1.2 玉米秸秆特性12-14
• 1.1.2.1 玉米秸秆的组织结构特性12-13
• 1.1.2.2 玉米秸秆的纤维形态和化学组成13-14
• 1.2 玉米秸秆的利用途径及存在问题14-16
• 1.2.1 玉米秸秆作为有机肥还田利用14
• 1.2.2 饲料化处理14
• 1.2.3 用于农村能源建设14-15
• 1.2.4 用作工业化生产原料15-16
• 1.2.4.1 玉米全秆造纸的研究情况15
• 1.2.4.2 玉米秸秆缓冲包装材料的研究情况15-16
• 1.2.5 存在问题16
• 1.3 玉米秸皮穰综合利用16-26
• 1.3.1 玉米秸皮制浆16-23
• 1.3.1.1 玉米秸皮原料的特点17
• 1.3.1.2 制浆方法的选择17-18
• 1.3.1.3 亚硫酸盐法制浆机理及其应用18-21
• 1.3.1.4 烧碱蒽醌法制浆机理21-22
• 1.3.1.5 添加AQ的作用22-23
• 1.3.2 髓制作缓冲包装材料23-26
• 1.3.2.1 技术的提出23-24
• 1.3.2.2 胶粘剂的选择24-26
• 1.3.2.3 髓模压缓冲包装材料的绿色性能及优势26
• 1.4 本项目提出的必要性及依据26-27
• 1.5 本研究的内容及创新之处27-29
• 第二章 实验29-35
• 2.1 秸秆不同部位的化学组成分析29-30
• 2.1.1 实验原料29
• 2.1.2 实验方法与设备29-30
• 2.2 制浆实验30-32
• 2.2.1 实验原料30
• 2.2.2 实验方法与设备30-32
• 2.2.2.1 蒸煮药品30
• 2.2.2.2 蒸煮设备30
• 2.2.2.3 蒸煮废液分析30-31
• 2.2.2.4 浆料分析31
• 2.2.2.5 漂率的测定(参照Tappi标准T219)31-32
• 2.2.2.6 纸浆的打浆度及强度的测定32
• 2.3 缓冲包装材料的制作32-35
• 2.3.1 髓模压缓冲包装材料制备过程32
• 2.3.2 髓预处理32-33
• 2.3.3 混合33
• 2.3.4 模压成型33
• 2.3.5 干燥处理33
• 2.3.6 缓冲包装材料各项指标的测定33-35
• 第三章 结果与讨论35-94
• 3.1 玉米秸秆化学组成的分析35-38
• 3.1.1 玉米秸皮与其它原料化学组成的比较35-36
• 3.1.2 玉米秸秆不同部分化学组成的比较36-37
• 3.1.3 玉米秸皮与其它草类原料纤维分析结果的比较37-38
• 3.2 玉米秸皮NS—AQ法制浆38-52
• 3.2.1 不同碱比蒸煮反应活性的研究38-46
• 3.2.1.1 蒸煮条件的确定38-39
• 3.2.1.2 不同碱比的蒸煮结果39-46
• 3.2.2 蒸煮条件的优化46-50
• 3.2.2.1 因素和水平的确定47-48
• 3.2.2.2 正交实验结果分析48-50
• 3.2.3 缓冲剂碳酸钠用量对蒸煮的影响50-51
• 3.2.4 NS—AQ再现性实验51-52
• 3.3 玉米秸皮AS—AQ法制浆52-67
• 3.3.1 不同碱比蒸煮反应活性的研究52-61
• 3.3.1.1 蒸煮条件的确定52-53
• 3.3.1.2 不同碱比的蒸煮结果53-61
• 3.3.2 蒸煮条件的优化61-66
• 3.3.2.1 因素和水平的确定62-63
• 3.3.2.2 正交实验结果分析63-66
• 3.3.3 AS—AQ再现性实验66-67
• 3.4 玉米秸皮烧碱—AQ法制浆67-70
• 3.4.1 正交实验67
• 3.4.2 正交实验结果分析67-70
• 3.4.3 烧碱—AQ再现性实验70
• 3.5 不同制浆过程的纤维形态及细杂组分的变化70-74
• 3.5.1 制浆方法对细杂组分的影响71-72
• 3.5.1.1 纤维平均长度反映出来的结果71
• 3.5.1.2 0.2mm以下细小纤维和杂细胞含量71-72
• 3.5.2 玉米秸皮浆杂细胞形态72-74
• 3.6 玉米秸皮NS—AQ法、AS—AQ法及烧碱—AQ法制浆的比较74-81
• 3.6.1 制浆特性的比较74-75
• 3.6.2 打浆和成纸特性的比较75-81
• 3.6.2.1 打浆情况的比较76-77
• 3.6.2.2 紧度的比较77-78
• 3.6.2.3 裂断长的比较78-79
• 3.6.2.4 撕裂指数的比较79-80
• 3.6.2.5 其它强度指标的比较80-81
• 3.7 经济分析81-82
• 3.8 髓模压缓冲包装材料的制作82-94
• 3.8.1 粘合剂用量及模压压力的影响83-87
• 3.8.2 废液固含量的影响87-89
• 3.8.3 废液类型的影响89-90
• 3.8.4 髓粒径的影响90-91
• 3.8.5 干燥时加压的影响91-93
• 3.8.6 髓模压缓冲包装材料和EPS泡沫塑料缓冲性能的比较93-94
• 第四章 结论94-96
• 参考文献96-100
• 致谢100

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