[发明专利]一种“机械——活性氧化法”制取全棉杆纤维的方法

说明书

一、 技术领域

本发明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、背景技术

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700×10⁸m²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1）。

表1：棉杆原料化学组成（%）和平均纤维长（mm）

资料来源：《植物纤维化学教材》中国轻工业出版社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2O%，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浆。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。

三、发明内容：

本发明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。

本发明的技术方案是：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缩，同时加入活性氧磨浆漂白液进行漂白；经浓缩后的料浆浓度为25～30%；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，按重量比为：活性氧A的含量为3～1O%、活性氧B的含量为≥2.5μmol/L、活性氧C的含量为≥3μmol/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，并进行浓缩，形成料浆。漂白浓缩的温度控制在≤60℃；浓缩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%。 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：