化学机械浆(CMP)

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册:第六分册机械法制浆》第144页(2111字)

化学机械浆与化学预热机械浆的区别只是木片或浆料经受较剧烈的化学处理,得率较低而已,两者之间没有明显的界限。

典型化学机械浆的制浆条件如下:

1.针叶木CMP

(1)普通CMP

一般针叶木化学处理的条件为Na2SO312~17%,在130~170℃下预热10~60min。蒸煮过的木片经挤压去除多余的药液后进行两段常压磨浆。有时两段磨浆之间有一洗涤段以进一步去除溶解的固形物。

常有中间洗涤段的普通化学机械浆的流程见图7-3-7。

图7-3-7 常有中间洗涤段的普通CMP系统

(2)磺化机械浆(SCMP)

这是加拿大国际造纸公司(CIP)提出的方法。目的在于制取纤维较长、游离度较高、强度较大的化学机械浆,以代替硫酸盐浆配抄新闻纸。

木片经洗涤、预汽蒸和浸渍后在Bauer M&D斜管连续蒸煮器中用12%Na2SO3在140℃下蒸煮30min。然后挤压至干度50%,用两段常压盘磨机磨至游离度300~400mL csf·挤压出的废液经补充碱并吸收二氧化硫后在系统中循环使用,其流程见图7-3-8。

图7-3-8 SCMP系统(Gatinean厂)

实践表明在生产新闻纸时,要取代25%亚硫酸氢盐高得率浆,需要用35%的这种SCMP浆,而且游离度不得高于325csf,然而这么低的游离度使纸机脱水困难。进一步的研究表明,只要木片能吸收足够的化学药品,则可以在汽相下进行蒸煮,所的得浆白度较高,而且可以在较高的游离度下获得所希望的强度。

(3)亚硫酸氢盐法化学机械浆—BCMP

这是Abitibi-Price造纸公司Chandler纸厂首先采用的亚硫酸氢盐汽相蒸煮的化学机械浆系统。

预汽蒸过的木片在Bauer M&D斜管连续蒸煮器内进行汽相蒸煮,浸渍时间最长10min、汽相蒸煮温度168℃,最长时间52min。蒸煮液主要是亚硫酸氢盐,pH5.8~6.0。

煮过的木片采用冷喷放,经斜筛分离出残余蒸煮废液后进行二段常压磨浆,见图7-3-9。

图7-3-9 BCMP系统(Chandler厂)

(4)OPCO系统

这是加拿大Ontario造纸公司为完全取代新闻纸化浆配比而发展的一种超高得率制浆方法,它以7~10%的Na2SO3,在130~180℃温度下处理浓度10%以上的浆料15~120min,这种化学处理可以在两段磨浆中间,也可以在第二段磨浆之后(图7-3-10)进行。

图7-3-10 OPCO系统—两段磨浆之后的化学处理

OPCO法的特点是可以对经不同程度机械处理过的纤维进行不同程度的化学处理,而得我们所希望的纤维形态和化学性质的浆料。

2.阔叶木CMP

所有用于针叶木的化学机械制浆法都能用于阔叶木。采用16%左右的亚硫酸钠,在130℃下磺化白杨木片,所得CMP的质量比CTMP好不了很多,然而若能将磺化温度提高到160℃,就能得到类似低得率化学浆那样质量的CMP。如果能牺牲一些质量,可以用较少量的氢氧化钠和亚硫酸钠混合药液浸渍木片(3%NaOH+1.5%Na2SO3),在125℃下进行短时间(8min)蒸煮。

美国Mead公司最近提出两段浸渍法CMP获得专利。阔叶木木片先用氢氧化钠溶液在40~70℃下浸渍10~20min,挤压出多余药液后立即用亚硫酸钠溶液再次浸渍,然后在140~160℃下蒸煮10~15min,再进行磨浆,化学药品的消耗量为NaOH4~8%,Na2SO34~8%。这种浆容易用过氧化氢漂白到较高的白度。

这方法能使结构紧密、细胞壁厚的硬木得到充分的润胀,因而适用于各种硬木。

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