[发明专利]一种高滤水性麦草化机浆及其基于酸催化的制备方法和应用

说明书

本发明属于造纸技术领域，公开了一种高滤水性麦草化机浆及其基于酸催化的制备方法和应用。制备方法包括对高压容器中的麦草与含有表面活性剂的酸性水溶液，进行加热反应；反应结束后，将麦草与液体分离、用水将麦草洗涤干净；将洗涤完成的麦草与含有表面活性剂的碱性溶液混合，在高压容器中升温反应后，进行高浓盘磨、解离纤维，经洗涤、筛选、净化得到高滤水性麦草化机浆。本发明方法制得的麦草化机浆具有纸浆得率高，高滤水性和高强度等特点，其打浆度为小于等于40°SR，动态滤水时间小于75s，湿重小于2.5g，可广泛应用于滤纸等产品。

技术领域

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种高滤水性麦草化机浆及其基于酸催化的制备方法和应用。

背景技术

造纸行业中纸浆的来源主要有机械法制浆、化学法制浆还有化学机械法制浆。机械法得制浆得率虽然很高，但由于生产过程中纤维受到的摩擦撕裂作用的损伤较大，机械浆的物理强度低于其他浆种，浆中保留了大量木质素，因而比较难于漂白并易在光、热作用下变黄及发脆。化学法制浆中的化学药剂能和木质素发生作用，而且也和纤维素和半纤维素发生化学反应，使纤维素大分子的聚合度降低，半纤维素严重降解或溶解，所得纸浆比较柔软，强度高。但是纸浆得率下降，一般在40-50％，容易造成原材料的浪费。化学机械法制浆保留了机械法和化学法的优点，能制备得到高得率与强度高且柔软的纸张，但是现有技术中仍有诸多问题需要得到优化。

现有稻麦草原料制浆工艺存在的诸多问题，如成浆收获率低、强度差、质量低、纸浆滤水性差、不易于抄纸制造、制浆废液、废水难以回收、污染环境等。通常认为是麦草浆的纤维短，导致成浆强度低；其杂细胞含量高，导致其滤水性差；因其硅含量高、灰份大，是造成制浆废液、废水回收困难、难以污染治理的主要原因之一。

现有技术CN112048933A公开了一种在酸性条件下处理木材或农业秸秆植物原料生产化机浆或半化学浆的方法，公开了在常压条件下用甲酸和/或甲酸盐混合液润涨软化原料后，进行水力疏解和机械磨浆制得化机浆或半化学浆，着重于原材料的利用率与化学品的回收。其公开了基于绝干麦草的甲酸用量为2-8kg甲酸/kg麦草且在80～100℃下处理后磨浆，获得打浆度19°SR的麦草秸秆浆料；然而，大量甲酸的应用对生产设备的抗腐蚀性能提出了高要求，而且甲酸的溶剂回收问题将显著提高麦草浆的生产成本。

现有技术CN101100819A公开了一种稻麦草活性剂制浆方法，本方法以稻麦草为原料，加入蒸煮用水，加入稻麦草绝干总重量的0.5-1％表面活性剂，各按稻麦草绝干总重量的7-8％分别加入苛性碱和纯碱在115-160℃下蒸煮30分钟至90分钟，制得易漂纸浆；其中的表面活性剂选用二甲苯磺酸盐。该技术方案具有纸浆收获率高、质量高、制浆废液、废水可全部回收利用的技术优点，然而该方法对稻麦草半纤维素的破坏性较差、纸浆的干燥脱水性能较差，而且高碱用量也对废液的处理提出了很高的要求、大幅度地提高了企业的后处理成本。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供了一种基于酸催化制备高滤水性麦草化机浆的方法；进一步地，本发明提供了一种高滤水性麦草化机浆及其应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于酸催化制备高滤水性麦草化机浆的方法，包含以下步骤：

步骤一，对高压容器中的麦草与含有表面活性剂的酸性水溶液，进行加热反应；反应结束后，将麦草与液体分离、用水将麦草洗涤干净；

步骤二，将步骤一中洗涤完成的麦草与含有表面活性剂的碱性溶液混合，在高压容器中升温反应后，进行高浓盘磨、解离纤维，经洗涤、筛选、净化得到高滤水性麦草化机浆。

常规的麦草浆存在如纤维短、杂细胞多、含硅量高等问题，纸浆滤水性差等不足。本发明不同于传统化机浆工艺中使用大量碱性溶液，本发明创新制浆工艺先用含有表面活性剂的酸性水溶液对原材料进行预处理，在酸性溶液中加入的表面活性剂、起协同效应，酸性溶液可大幅度破坏麦草中的半纤维素和杂细胞、提高纸浆的滤水性能。