化学浸渍

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木片化学浸渍的主要目的是软化木素，使之在磨浆时，尽可能不切断纤维而予以分离，这是制取CTMP和CMP的重要过程。

Ferritsrius对比了四种浸渍方法的效果。第一种为喷淋浸溃法，是将化学药液直接喷淋在洗涤过的木片上；第二种为汽蒸-冷液浸溃法，木片汽蒸10min后，在化学药液中浸渍5min，温度20℃；第三种是压缩-膨胀浸渍法，洗涤过的木片在料塞螺旋喂料器中，以2：1的压缩比压缩后，置于化学药液中吸液膨胀；第四种是在木片磨浆时，将化学药液直接加到盘磨机中，所用化学药液为pH9的Na₂SO₃。试验结果表明以压缩-膨胀浸渍法效果最好，木片吸液量可达0．98g／g绝干木片，汽蒸-冷液浸渍法次之，吸液量为0．79，喷淋浸渍法最差，吸液量仅0．14。在纸浆的磺化度和游离度相同时，汽蒸-冷液浸渍法的磨浆能耗略高于压缩-膨胀浸渍法和喷淋浸渍法，但它的纤维束含量最低，在盘磨机中加化学药液的纤维束最多。总的说来以汽蒸-冷液浸渍或它与压缩-膨胀浸渍法结合使用，所得纸浆强度较好，纤维束含量低，操作简便，因而生产上用得较多。

浸渍用的化学药液主要有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、氢氧化钠、过氧化氢等。针叶木多用亚硫酸钠进行磺化处理，而阔叶木多用氢氧化钠和少量亚硫酸钠的混合液浸渍。

磺化方法可分为三种：木片的磺化，粗浆或浆渣的磺化，成浆的磺化。

(1)木片的磺化

Lemay等人研究了亚硫酸钠用量对CTMP浆质量的影响，结果如表7-3-9。

表7-3-9 亚硫酸钠用量对CTMP质量的影响

CTMP中磺酸基含量对纸浆中长纤维含量的影响如图7-3-52所示。

(2)粗浆磺化

主要是TMP系统中第一段磨浆后的粗浆的磺化。一般说来，粗浆磺化的反应比木片磺化剧烈，磺化后的浆要充分洗涤，尽可能去除未反应的化学药面，否则会影响纸浆质量。

(3)成浆磺化

成浆磺化是指对已经磨成的纸浆进行磺化。

磺化的效果主要取决于下列因素：

❶ 木片的磺化度或化合硫含量。木片磺化度小于1．2%时，纸浆的物理强度与TMP相似。磺化度超过1．2%时，物理强度开始明显上升。到2．2%时纸浆的物理强度可达TMP的两倍，如图7-3-53所示。

❷ 亚硫酸钠药液的pH值。药液pH对纸浆白度有密切关系。随pH的提高，纸浆强度增大，但白度下降。pH7．5～8．0时，纸浆仍能保持适当白度，用于抄造新闻纸可以不必漂白。pH过低虽然白度较高，但对纸浆强度、得率和磨浆电耗均不利。

❸ 磺化的温度和时间。提高磺化温度，延长磺化时间对纸浆得率和白度有些影响，但不大显著。一般磺化温度为140℃，时间30min。

在化学预处理中，木片被软化，纤维受到化学改性，很容易从木材中分离出来，使磨出的浆中含有较多的长纤维、较少的细小纤维，而分离出的纤维也比未处理的纤维柔软，在磨浆时对机械作用的反应也不同。

粗浆的处理，也就是在两段磨浆之间对已分离成纤维的浆料的处理，不影响从木材上剥离纤维的过程，但在最终磨浆阶段由于纤维特性的改变可改变纤维组分的分布。

对成浆的处理中，纤维特性仅受直接化学改性的影响，使纤维表面性能，柔软性和可压缩性发生变化，而纤维组分的分布不受影响。

化学后处理的研究表明，如果不在后面加一机械处理，要明显地改善纸浆性能就必须采取比较剧烈的处理条件，包括大剂量的亚硫酸盐处理；相反地在化学预处理中，甚至只要少量的亚硫酸盐和温和的条件就能得到比较好的效果。

从图7-3-54可以看出木片预处理时无论用高的还是较低的亚硫酸盐用量，所得到的游离度和比能耗的关系均相同，说明温和的亚硫酸盐处理和低磺化度就足以改变磨浆阶段纤维的解离过程。

在粗渣的亚硫酸盐处理中，和未处理的浆相比，低的亚硫酸盐用量并不像木片预处理那样会改变游离度—能耗关系，这说明尽管低的亚硫酸盐用量足以影响纤维的解离，但不足以明显地影响在机械磨浆阶段已经解离的纤维的特性。

目前以木片的磺化较普遍，但必须根据材种的特点和所要生产的纸张的性能，考虑粗浆或成浆的磺化。