[发明专利]一种用于秸秆物理制浆的助剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物化工和制浆造纸领域，涉及一种用于利用植物秸秆进行物理制浆的助剂及其使用方法。

背景技术

秸秆生物质作为一种重要的可再生资源，国内外从不同方面进行了研究开发。已经产业化的造纸工业、化纤工业等都是以其中“单一组分”的物质为对象进行开发，从而浪费了大部分的其他生物质资源，而且污染环境。大多秸秆木质纤维素资源的开发利用至今未能在技术经济方面获得突破。

造纸业的传统生产工艺主要为碱法、亚硫酸铵法，中性亚钠法和半化学法等等，这几种传统的造纸制浆技术在制浆蒸煮过程中有大量的黑液排出，污染了大小江河、湖泊，污染了我们赖以生存的地球环境，给人民生活带来了极大的危害。国内外已经充分意识到这一点，治理污染，保护环境迫在眉睫。我国许多污染大的纸厂已被关闭很多。许多厂家为了治理污染，不惜投入重金，购置黑液治理设备，投资巨大，耗费了大量人力、物力、财力也没有搞好，致使造纸厂的生产成本提高，治污染运行费用增加，企业的经济效益全面下滑，严重影响了企业发展。在现有技术条件下，秸秆的科学出路之一是规模化综合制备工业原材料。利用秸秆制备半化学机械浆是其中的一个科学选择之一。但是化学机械浆在制备过程中通过蒸煮软化秸秆将造成严重的环境污染，现已有企业尝试加入柔软剂进行秸秆的软化。

柔软剂是一类能改变纤维的静、动摩擦系数的化学物质。当改变静摩擦系数时，易于在纤维或织物上移动；当改变动摩擦系数时，纤维与纤维之间的微细结构易于相互移动，也就是纤维或者织物易于变形分离。目前市场上有大量用于纺织纤维柔软剂，主要作为织物的常规后整理助剂，应用至今已有半个多世纪，而且发展非常迅速。它从最早的表面活性剂类柔软剂发展为高分子聚合物类柔软剂，又从高分子聚乙烯蜡发展为有机硅聚合物，再从聚二甲基硅氧烷乳液发展为端羟基聚硅氧烷乳液、亲水性有机硅柔软剂、氨基聚硅氧烷乳液、氨基聚硅氧烷微乳、低黄变氨基改性有机硅柔软剂、亲水性氨基有机硅柔软剂和超平滑氨基改性聚硅氧烷等。其中几个代表型的柔软剂为：D1821、酯基季铵盐、Gemini阳离子柔软剂、单季铵盐阳离子表面活性剂等商业产品。

目前的柔软剂主要为纺织纤维柔软剂，用于秸秆生物质制浆软化助剂的商业产品基本没有。纺织纤维处理加工工艺与物理制浆具有明显区别，在秸秆物理制浆过程中助剂处理时间短，而已有的柔顺剂和软化剂需要通过长时间浸泡才能实现软化处理和加工。因此将纺织纤维柔软剂直接用于秸秆生物质制浆的整理效果很不理想，成本也高。

秸秆物理制浆的需要在机械搓丝制浆的过程中，利用软化柔顺剂分子渗入纤维内部，使纤维发生一定程度搓丝成浆。在搓丝成浆的过程中，大量的羟基游离出来，增加纤维素分子内氢键的浓度。同时，离解植物组织中的大部分木质素和部分半纤维素，使其中的纤维彼此分离从而形成纸浆的过程。在软化柔顺助剂的帮助下，纤维素链的可动性增加，有利于纤维素向有序结构变化。同时，部分纤维素进行再排列，在这种情况下，化学机械浆更有利于与全化学浆混合成型，并生产产品。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种适合秸秆物理制浆的专用助剂。

本发明的另一目的是提供该助剂的简便使用方法，以避免浸泡过程和污水产生。

一种用于秸秆物理制浆的助剂，包括：二甲基硅油、纤维软化离解剂、十二烷基硫酸钠、甲酰胺、低温消泡剂和水。

所述的用于秸秆物理制浆的助剂优选由下列重量百分比的组分混合组成：

二甲基硅油            0.5~5%，

纤维软化离解剂        0.5~60%，

十二烷基硫酸钠        0.3~9%，

甲酰胺                0.5~10%,

低温消泡剂            0.5~6%,

水（溶剂）            余量。

所述的用于秸秆物理制浆的助剂进一步优选由下列重量百分比的组分混合组成：

二甲基硅油            0.5~5%，

纤维软化离解剂        5~12%，

十二烷基硫酸钠        0.3~9%，

甲酰胺                0.5~10%,

低温消泡剂            0.5~6%,

水（溶剂）            余量。

所述的用于秸秆物理制浆的助剂最优选由下列重量百分比的组分混合组成：