[发明专利]一种联产高强瓦楞纸浆的黄腐酸活性提高方法

说明书

本发明涉及一种联产高强瓦楞纸浆的黄腐酸活性提高方法，属于秸秆资源综合利用领域。目的是提高黄腐酸的活性基团含量，确立以瓦楞纸制浆所得黄腐酸浓黑液的关键成分构成是原生木质素和磺化木质素的大碎片为解决问题基点，对高强瓦楞纸浆和高活性黄腐酸的生产工艺流程或工艺进行系统梳理和重新设计。利用黄腐酸蒸发浓缩黑液的余热，保持黄腐酸原有的pH值，采取环境友好和健康绿色助剂和手段，对黄腐酸浓黑液作深度磺化和酚化，取得显著效果，进一步提高了秸秆资源综合利用的效率。

技术领域

本发明属于秸秆资源综合利用技术范畴，特别是针对利用秸秆资源生产瓦楞纸和黄腐酸的“一种联产高强瓦楞纸浆的黄腐酸活性提高方法”。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

木材原料短缺供不应求，废纸板回收生产再生纤维性能满足不了要求，进口美废受到限制，原料缺口大。农耕作物秸秆量大面广资源丰富，秸秆生产瓦楞纸同时生产黄腐酸已经获得产业技术突破，大大提高了资源综合利用的效益。国家发改委、工信部、自然资源部、生态环境保护部、住房城乡建设部、人民银行、国家能源局联合下发《绿色产业指导目录(2019年版)》中明确，1节能环保产业-1.7资源循环利用-1.7.7农业废弃物资源化利用，国家发改委《产业结构调整目录(2019年版)》中明确，第一类鼓励类-一、农业类-17农作物秸秆综合利用。农作物秸秆资源化综合利用产业化发展形成国家政策，经济社会生态意义重大。秸秆制浆同时生产黄腐酸是一种附加值高的环保型循环经济型可持续发展性的产业。现有技术很少有针对秸秆纤维原料生产瓦楞纸浆并同时得到高活性黄腐酸展开系统研究。

有围绕木质素改性或制浆黒液改性有多种方法。有研究介绍了酚化改性法、催化还原法、脱甲基化法、超声法和电化学法等提高木质素酚羟基含量方法的研究进展，阐述了每种方法的反应原理及优缺点，并对将来研究的重点提出建议。指出，木质素与苯酚等酚类物质混合在一起时，在一定反应条件下能够进行酚化反应，如木质素在酸催化下会因质子化作用而形成碳阳离子，酚类物质分子受到碳阳离子的亲电攻击与木质素侧链发生缩合，在酚类物质酚羟基的对位或邻位以碳碳键(－C－C－)的形式与木质素连接，即木质素苯丙烷侧链上的羰基、双键、醇和醚基被酚化，酚羟基含量提高。对醇羟基含量的提高机理进行分析。

有研究人员在85℃下将蔗渣氧脱木质素与硫酸混合加热1h，然后降温至35℃加入苯酚，再升温至95℃反应3h，发现改性后的木质素酚羟基含量有所提高，在此基础上使用环氧氯丙烷对酚化产物进行环氧化改性得到环氧树脂。有研究人员采用热化学酚化技术，将木质素磺酸钙与50℃的熔化苯酚以1∶2的质量分数混合，加热至140℃保温液化15min，降温后可得到液化酚化木质素磺酸钙，以此替代苯酚可制得环保型胶黏剂。

有研究人员将麦草碱木素、苯酚和浓度为45％的氢氧化钠溶液混合搅拌，100℃下回流反应1h，分离提纯得到酚化木质素。GPC(凝胶渗透色谱)和FT—IR(傅里叶变换红外光谱)分析表明，麦草碱木质素在碱催化酚化改性后，其酚羟基含量增加的同时酯键部分断裂，甲氧基的含量下降，分子量有一定降低，反应活性得到提高，并可代替70％的苯酚制备成媲美传统酚醛胶的木质素基酚醛树脂胶黏剂。

有研究人员将木质素磺酸钠和间甲酚混合搅拌20min后，加入72％的浓硫酸搅拌1h，提纯得到酚羟基含量提高约2倍的酚化木质素，此为选择性酚化改性，可以基本脱去木质素磺酸钠中所有的磺酸基和甲氧基，醚键部分断裂，并使酚基引入到芳环的α碳原子上。72％的浓硫酸不适于大规模工业化生产。