[发明专利]一种利用杨木板皮生产醋化级溶解浆的方法

说明书

本发明涉及溶解浆制备技术领域，特别涉及一种利用杨木板皮生产醋化级溶解浆的方法：添加助剂预水解；Soda/AQ蒸煮Ⅰ段；Soda/AQ蒸煮Ⅱ段；O_PD_QE_PP漂白；酶协同处理。制备了高纯度和高反应活性的杨木板皮醋化级溶解浆；所用化学品清洁环保，生产工艺清洁。

技术领域

本发明涉及溶解浆制备技术领域，特别涉及一种利用杨木板皮生产醋化级溶解浆的方法。

背景技术

目前，世界上醋酸纤维素产量近100万吨，而我国年产醋酸纤维素近40万吨，年消耗醋化级木溶解浆约30 万吨，醋化级溶解浆主要用来制备三醋酸纤维素和二醋酸纤维素，溶解浆中纤维素葡萄糖单元上2，3，6三个位上的羟基几乎完全乙酰化，得到三醋酸纤维素（取代度为＞2.7），三醋酸纤维素水解得到二醋酸纤维素（取代度为2.4-2.6），反应过程如下式所示。

三醋酸纤维素广泛用于胶卷、液晶显示器偏振膜、反渗透膜等，而二醋酸纤维素广泛运用于香烟滤嘴、塑料制品等。醋酸纤维素对其原料—醋化级溶解浆有较高的要求，即高纯度和高反应活性，目前，我国只能制备出醋化级棉浆粕，而高纯度、高反应活性的醋化级木溶解浆主要依赖进口。

国内外利用木材为原材料制备醋化级溶解浆，工艺通常采用预水解+硫酸盐蒸煮+ECF漂白工艺或酸性亚硫酸盐蒸煮+ECF漂白+冷碱抽提工艺，为了提高预水解半纤维素的去除率，通常添加无机酸或有机酸，这增加了设备的腐蚀性。为了提高脱木素率，有些研究者采用高硫化度的KP法蒸煮技术，但高的硫化度易产生甲硫醇、二甲硫醚等臭气；为了降低溶解浆的灰分，溶解浆生产企业要在纸浆漂白后进行酸处理，但低的pH值易使溶解浆中部分纤维素发生酸性水解而降聚；为了提高醋化级溶解浆的α-纤维素含量，有些学者采用冷碱抽提，但这会严重降低醋化级溶解浆与醋酐的反应活性能力，埃及有些学者用微波辐射和高浓氯化锌对醋化级溶解浆进行处理来提高其反应活性，但技术还未成熟；美国专利报道采用强酸处理醋化级溶解浆提高其纯度，但此技术污染程度高，成本高。国内也有几所院校正进行这方面技术的研究和开发，主要有华南理工大学、北京林业大学和东华大学等单位在该技术的研究开发中取得了一些进展，主要集中在桉木、相思木、松木制备醋化级溶解浆。

杨木板皮作为木材加工剩余物，价格低廉、原料充足，据悉，我国每年木材加工剩余物的产生量约5000万吨，杨木板皮作为木材加工剩余物的一种，综纤维素含量约为82%，其中α-纤维素含量约为44%，若以杨木板皮为原料生产高反应活性醋化级溶解浆，将对醋化级溶解浆原料的开发大有裨益。但国内外均无使用杨木板皮制备醋化级溶解浆的记载。

发明内容

为了解决以上现有技术中无使用杨木板皮制备醋化级溶解浆的技术空白，本申请公开了一种利用杨木板皮生产醋化级溶解浆的方法。

利用添加助剂的预水解技术在脱除杨木板皮原料中半纤维素的同时选择性地保护纤维素，并润胀纤维细胞，再采用分段蒸煮，选择性脱除木素和半纤维素，控制纤维素的降聚，蒸煮后浆料进行过氧化氢强化氧脱木素/添加螯合剂的二氧化氯漂白/添加过氧化氢的热碱抽提/过氧化氢漂白（O_PD_QE_PP）脱除剩余木素和半纤维素，提高浆料白度并调节溶解浆的聚合度，对漂后浆进行生物酶协同处理进一步提高其醋化反应值（PV值）、降低灰分和二氯甲烷（DCM）抽提物含量。采用此工艺处理后，醋化级溶解浆的纯度和反应活性提高。

本发明是通过以下步骤得到的：

一种利用杨木板皮生产醋化级溶解浆的方法，包括以下步骤：

（1）添加助剂预水解：液比1:（4～10），水解助剂添加量为杨木板皮干物质质量的0.1～2.0%，水解温度80～170℃，保温时间10～180分钟，水解助剂为硼酸钠、硫酸镁、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯和亚氨基二琥珀酸四钠按照质量比1:1:1:1混合得到的混合物；

（2）Soda/AQ蒸煮Ⅰ段；