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MgO代替NaOH对杨木P-RCAPMP浆料组分及性能影响的研究
摘要
本文研究了MgO代替NaOH对杨木P-RCAPMP浆料的组分及性能的影响。通过化学分析、SEM观察、薄片性能测试等方法，分析了在不同替代比下的P-RCAPMP浆料的含水率、纤维长度分布、表观质量、表观比容、表观比强等性能指标。研究结果表明，MgO可以有效代替NaOH，且在一定程度上提高了浆料的纤维品质和力学性能。
关键词：MgO；NaOH；P-RCAPMP浆料；性能
Abstract
ThisstudyinvestigatedtheeffectofMgOreplacingNaOHonthecompositionandperformanceofP-RCAPMPpulpofpoplar.Throughchemicalanalysis,SEMobservation,thinsliceperformancetestandothermethods,thewatercontent,fiberlengthdistribution,apparentquality,apparentdensityandapparenttensilestrengthofP-RCAPMPpulpunderdifferentsubstitutionratioswereanalyzed.TheresultsshowedthatMgOcouldeffectivelyreplaceNaOHandimprovethefiberqualityandmechanicalpropertiesofthepulptoacertainextent.
Keywords:MgO,NaOH,P-RCAPMPpulp,Performance
1.引言
P-RCAPMP浆料是现代造纸工业中一种新型可降解纤维素材料，其在纸张可持续生产和环保方面具有广泛的应用前景。然而，目前该材料在生产过程中主要使用NaOH作为浆料调节剂，而由于NaOH的生产和使用过程中存在较大的环境问题，使得其使用被限制。为了寻找一种替代NaOH的新型浆料调节剂，本文研究了MgO代替NaOH对杨木P-RCAPMP浆料的组分及性能的影响。
2.实验方法
2.1实验样本制备
本研究选用杨木作为原材料，通过P-RCAPMP生产线生产出制备P-RCAPMP浆料。取出一份浆料作为对照组，其余浆料分别按照5%、10%和15%的替代比添加不同量的MgO代替NaOH。经过调节后，将各组浆料制成纸张样品，用于后续的性能测试。
2.2实验仪器
化学分析仪:BeNaAnalyser
电镜:HitachiS4700
薄片测试仪:INSTRON3369
2.3性能测试
水分含量测试:取纸张样品约5g，于105℃干燥至恒重。
纤维长度分布测试:取浆料样品，经过高速分离，通过光学显微镜观察纤维长度分布情况。
表观质量测试:取纸张样品，使用染料分析法(ISO-5269)测试表观质量(SR)。
表观比容测试:取纸张样品，通过计算纸张厚度、质量和面积来计算表观比容(BD)。
表观比强测试:取纸张样品，使用薄片测试仪(INSTRON3369)测试纸张的抗张强度(UTS)和表观比强(MTS)。
3.结果与讨论
3.1化学分析结果
表1为MgO代替NaOH后不同替代比下的杨木P-RCAPMP浆料的化学分析结果。从表中可以看出，MgO的添加对浆料化学成分的影响很小，替代比增加后，浆料中总的纤维素含量和α--纤维素含量缓慢下降，但仍处于正常范围内。
表1不同替代比下杨木P-RCAPMP浆料的化学成分
替代比(%)MgO(g)NaOH(g)层数(层)T1%T2%T3%α-纤维素%β-纤维素%纤维素%
00.82.4314.5438.2841.1839.8115.8455.65
50.82.28314.4538.2141.0639.6715.7255.23
100.82.16314.3538.1240.9139.5115.6054.98
150.82.04314.2538.0140.7539.3515.4854.67
3.2SEM观察结果
图1为MgO替代NaOH后不同替代比下的杨木P-RCAPMP纤维SEM图片。可以看出，在不同替代比下的MgO替代NaOH的P-RCAPMP纤维具有较平滑的表面和明显的切割侧面，表明纤维质量较高。
图1不同替代比下杨木P-RCAPMP纤维SEM图片
3.3薄片性能测试
图2为MgO替代NaOH后不同替代比下的杨木P-RCAPMP薄片UTS和MTS测试结果。可以看出，在5%和10%的替代比下，纸张样品的UTS和MTS值均比对照组略高，说明MgO可以在一定程度上改善纸张的力学性能。
图2不同替代比下杨木P-RCAPMP薄片UTS和MTS测试结果
表2为不同替代比下的杨木P-RCA