針葉木中殘余木素-闊葉木中殘余木素-卡伯值含義

1、制漿化學(xué)翻譯（1-2） THE CHEMISTRY OF BLEACHING ANDPOST-COLOR FORMATION IN KRAFTPULPSl 摘要l 簡(jiǎn)介l 針葉木中殘余木素l 闊葉木中殘余木素l 卡伯值含義l 摘要l 據(jù)我們所知，我們已經(jīng)知道針葉木和闊葉木中殘余木素的化學(xué)結(jié)構(gòu)。以此為前提，在漂白硫酸鹽漿中，漂白劑如二氧化氯和氧和過(guò)氧化氫漂的漂白機(jī)理，重點(diǎn)討論作用于愈創(chuàng)木基（針葉木）和紫丁香基（闊葉木）之間的差異。其他漿料的組成的重要性如己烯糖醛酸對(duì)漂白操作結(jié)果的影響和從紙漿中除去這些結(jié)構(gòu)的各種可能性已經(jīng)討論過(guò)了。在敘述的最后一部分中，我們已經(jīng)描述了在全漂化學(xué)漿中這種通過(guò)儲(chǔ)存和熱

2、處理的褪色機(jī)理，這或許意味著我們趨向于減少這種不理想的反應(yīng) 簡(jiǎn)介 化學(xué)制漿過(guò)程中，在去除所有木素之前蒸煮已經(jīng)終止，否則纖維素的質(zhì)量特性以及紙漿得率將會(huì)大大降低。因此當(dāng)硫酸鹽蒸煮達(dá)到最終的脫木素階段，木質(zhì)素溶解速度會(huì)顯著降低并且延長(zhǎng)蒸煮將導(dǎo)致碳水化合物降解增加。在這一點(diǎn)，水解反應(yīng)產(chǎn)生解聚，木素停止溶解。實(shí)踐中進(jìn)一步脫木素和漂白是通過(guò)氧化作用實(shí)現(xiàn)的。在部分紙廠漂白設(shè)備中，纖維中殘留木素經(jīng)過(guò)一系列交替氧化和抽提階段，最終目的是得到干凈白色的纖維素纖維。 在漂白化學(xué)漿中，氧化反應(yīng)導(dǎo)致木素羧基的形成，他在堿性條件下會(huì)發(fā)生電離，從而增加木素溶出，但是就這一簡(jiǎn)單的反應(yīng)機(jī)理是不夠的，要想完全消除來(lái)自于纖維和裂

3、解反應(yīng)產(chǎn)生的木素，就必須要求使得到的分子小到足以穿過(guò)纖維壁的溶脹高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。漂白動(dòng)力學(xué)是這樣的，在最初階段木素含量下降非?？?，通常情況下，緊接著的是低的多的脫木素率，因此經(jīng)過(guò)一次氧化或抽提階段是不可能完全去除木素的。另外一個(gè)重要的但是很少被研究的木素溶解機(jī)理是通過(guò)纖維壁的擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在一些其他的反應(yīng)組分如己烯糖醛酸和“非木素”的結(jié)構(gòu)對(duì)各種漂白劑的作用機(jī)理也是多種多樣的。 接下來(lái)，在通過(guò)對(duì)漂白化學(xué)進(jìn)行討論之后，將概述關(guān)于未漂白紙漿的木素結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。此后，將會(huì)著重強(qiáng)調(diào)一些不同漂白劑反應(yīng)的細(xì)節(jié)。最后，將簡(jiǎn)要概括全漂紙漿中反應(yīng)基團(tuán)的存在以及他們對(duì)導(dǎo)致返黃的重要影響。 針葉木中殘余木素 在未漂針葉

4、木硫酸鹽漿中，關(guān)于殘余木素的結(jié)構(gòu)，目前一直是許多研究的主題，盡管如此這方面的知識(shí)還是不夠完善。未漂紙漿中木素最明顯的特征是他的結(jié)構(gòu)單元（從幾乎等同于高度降解的木素到溶解木素范圍）的多相性。因此，除了5-5-O-4結(jié)構(gòu)，在苯基丙烷單元之間的所有原始的偶合模式仍然能夠在殘留木質(zhì)素中被發(fā)現(xiàn)，盡管和天然木質(zhì)素相比有不同的相對(duì)比例。一些像-5型和-1型中的特定結(jié)構(gòu)可以作為本體存在，也可以部分作為二苯乙烯的對(duì)應(yīng)物。原-O-4結(jié)構(gòu)中的一小部分能夠作為對(duì)應(yīng)的烯醇醚來(lái)使用，而不是完整的-O-4。完整的-O-4中大約10-20%仍然存在與紙漿中。l 和普通木素相比，殘余針葉木硫酸鹽漿中木素的游離酚羥基含量更高（每

5、100苯基丙烷單元含25-35單元），但是由于結(jié)構(gòu)的多相性，平均值范圍較大。在硫酸鹽法蒸煮期間，許多末端羥甲基結(jié)構(gòu)分離成甲醛，這一部分可以通過(guò)縮合反應(yīng)合成木素，這些組分主要存在于蒸煮液中。殘余木素還含有飽和碳原子的亞甲基型。他們的主要來(lái)源是那些含少量的某些簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)如落葉松的原生木素。此外，一定程度上這些脂肪酸類的提取物滲入到殘余木素中，通過(guò)化學(xué)鍵連接，從而進(jìn)一步提供了不反應(yīng)的飽和結(jié)構(gòu)的量。其他功能有助于去除硫酸鹽漿中難以去除的最后一部分與碳水化合物形成化學(xué)鍵的木素，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，纖維中的主要多糖即纖維素 木聚糖 葡甘聚糖都與木素間有連接，這種連接方式可能是以苯醚鍵耦合為主。 闊葉木中殘余木素

6、 像樺木桉木等不同的闊葉木，因形態(tài)和組成的差異，在硫酸鹽法制漿中表現(xiàn)不同形式。從圖1 、2 中我們可以看出在同一卡伯值下桉木脫木素更快，說(shuō)明殘余木素中含有更多的-O-4結(jié)構(gòu)，對(duì)各種獨(dú)立的桉木漿中木素分析，更進(jìn)一步確定硫酸鹽法制漿中木素的這一現(xiàn)象。 圖1殘余樺木紙漿中木素-O-4結(jié)構(gòu)，單獨(dú)分析紫丁香基和愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)，以桉木硫酸鹽漿作為空白對(duì)照。l 圖2硫酸鹽漿中桉木和樺木木素中-O-4結(jié)構(gòu)含量l 作為結(jié)果，無(wú)論是以TCF還是ECF漂白桉木漿，都應(yīng)從高效方面考慮。與針葉木和樺木相反，桉木中快的制漿速率將使己烯糖醛酸的形成隨著卡伯值的減少而增加。紙漿中大量己烯糖醛酸的存在將導(dǎo)致漂白化學(xué)品（二氧化氯、臭氧）的用量增加。l 如果存在全漂漿中，己烯糖醛酸也會(huì)大大提高漿料的返黃靈敏度l 圖3 ： 其他條件不變的情況下，桉木中己烯糖醛酸的形成與蒸煮時(shí)間的函數(shù)關(guān)系l 卡伯值的含義l 為了對(duì)紙漿的漂白等級(jí)進(jìn)行劃分，硫酸鹽法制漿中提出卡伯值這一概念，針葉木的卡伯值25-35，闊葉木15-20，卡伯值的含義不僅指殘余木素的含量，也包括一些存在于未漂漿中的其他可氧化的結(jié)構(gòu)，這其中最重要的是附著在木聚糖上的己烯糖醛酸，但是也可能存在其他的結(jié)構(gòu)或功能基團(tuán)，