楊木自水解過程中木素結構的變化及其對甲酸制漿的影響.pdf

1、植物纖維原料的自水解在溶出大量半纖維素和少量木素的同時，也會使木素的結構發(fā)生變化。固相中木素的結構變化會影響后續(xù)的制漿性能，而溶入水解液中的木素結構特征則關系到后續(xù)木素的提取和利用。因此，明晰自水解過程中的木素化學以及木素結構變化與制漿性能的關系是建立生物質精煉平臺急需解決的問題之一。
　　論文研究了楊木自水解過程中木素的結構變化及其對后續(xù)甲酸法制漿性能的影響，并系統(tǒng)分析了甲酸蒸煮過程中溶出木素的結構特征。
　　楊木木片經(jīng)自

2、水解處理后，分別提取殘留于固相中的木素和溶入水解液中的木素。利用傅里葉紅外光譜（FT IR）、核磁共振（1H NMR、13C NMR、2D-HSQC、31P NMR）、激光光散射與凝膠滲透色譜聯(lián)用（GPC-MALLS）以及熱重分析（TGA、DSC）對其結構進行了分析表征。結果表明，楊木自水解過程中，木素中的β-O-4鍵斷裂，-OCH3部分脫除，同時木素也會發(fā)生縮合反應。留存于木片中的木素和溶出木素的總酚羥基、縮合型酚羥基增多，脂肪族羥基

3、減少，紫丁香基羥基/愈創(chuàng)木基羥基（S-OH/G-OH）比值增大，分子量增大而多分散指數(shù)降低，熱穩(wěn)定性提高。而與留存于木片中的木素相比，溶出木素的縮合程度更高。
　　對自水解的楊木木片進行了甲酸法制漿。與未經(jīng)自水解的木片相比，自水解后的木片甲酸蒸煮后，細漿得率、纖維素含量和綜纖維素含量均較低。隨著自水解強度的提高，甲酸蒸煮所得漿料的白度、纖維素聚合度、纖維平均長度、卷曲指數(shù)、扭結指數(shù)、以及成紙的耐破度、抗張強度和撕裂度均逐漸降低。而

4、且，自水解過程中木素的縮合會影響木素的脫除，致使甲酸蒸煮漿的卡伯值較高。
　　從甲酸蒸煮黑液中提取木素并進行了FT IR、1H NMR、13C NMR、2D-HSQC、31P NMR、GPC-MALLS、TGA分析。結果表明，在木片甲酸蒸煮過程中，木素結構中的芳基醚鍵基本上全部斷裂，甲氧基部分脫除，同時木素發(fā)生了以G-單元的C3和C5為主的縮合反應。木素的脂肪族羥基含量大大減少，而縮合型酚羥基和非縮合型酚羥基含量均明顯提高，重均相