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回收纤维角质化的研究现状宋先亮 1, 胡诗宇 2( 1 北京林业大学材料学院, 100083, 北京; 2 北京林业大学生物学院, 100083, 北京)摘 要 : 介 绍 了 废 纸 回 收 的 历 史 、现 状 及意 义 , 纤 维 角 质 化 的 定 义 , 概 述 了 纤 维 角 质 化 的理论、回收纤维的改性研究及影响纤维角质 化的因素的研究现状, 为进一步研究回收纤维 的 角 质 化 、提 高 回 收 纤 维 的 物 理 性 能 、扩 大 回 收纸的用途打下基础。关键词: 回收; 角质化; 纤维到 55%.近几年废纸的回收利用已经引 起了世界各国的极大重视。据世界 粮农组织报告, 全世界 60%的国家泡 时 间 也 不 能 恢 复 到 干 燥 前 的 状态, 他认为这种纤维失去润胀能力 的现象是由纤维的不可逆角质化造 成的。并定义为不可逆角质化为保 水值的损失率。人们常用纤维的角质 化描述化学浆回收纤维的结构变化。都在开展回收废纸活动,这些国家每年用纸量的 1/3 左右都是用回收中图分类号: TS 724文献标识码: A的废纸作原料,有专家预测废纸回2.2纤维角质化的理论目前大多数学者认为纤维的角收量逐年增加。在世界用纸量较大的国家中, 日本大约一半的纸张是 用回收废纸为原料制成的, 美国从20 世纪 40 年代就开始重视废纸的 回收和利用。1991 年不仅在本国使1废纸回收的历史、现状及意义早在一千多年前, 我国宋代就 有了所谓“还魂纸”。用今天的话来 说, 还魂纸就是用废纸造成的纸。明 代科学家宋应星在他所著的《天工 开物》一书中写道:“废纸去墨污秽,质化是由挤压和干燥脱水造成的,并提出以下几种纤维角质化机理。不可逆的孔关闭机理2.2.1这个机理认为,纤维本身存在用 废 纸 2 400 多 万 t,而 且 还 出 口着一些空隙,及在制浆过程中随着500 多万 t, 美国政府还通过立法规范废纸回收利用, 1990 年要求新闻 纸含有 11%废纸, 2005 年要求废纸 含量为 33%.废纸回收的意义, 可以概括为 减少污染, 保护环境、节约原料, 增加生产、节约能源, 降低能耗, 满足 不断增加的纸的需求量。据有关专家预测, 利用 1 t 废纸相当于节约 3 m3 的木材。另外, 废纸再生可节约水 50% , 节约能源 60%～70% , 生产1 t 高白度脱墨浆较生产 1 t 化学浆 节约能量 50%以上[ 2] 。木素和半纤维素的溶出,形成一些浸烂.再造依然成纸, 耗亦不多孔隙和裂缝, 在纸页干燥过程中, 这些孔隙和裂缝形成不可逆的封闭, 这些孔隙和裂缝的关闭导致回收纤 维保水值下降, 润胀性下降, 回收纸 强度降低[ 3] 。, 名曰还魂纸。”清代也有走街串巷的“收废纸担”, 收集废纸, 供重新 造纸之用[ 1] 。新中国成立后,就把回收利用废纸列入国家发展计划,文革中全纤维细胞壁的重组机理该机理认为木材纤维细胞壁由 纤维素、半纤维素和木素组成, 在制2.2.2部停用, 在上世纪 70 年代, 又恢复回收, 通过简单的蒸煮、疏解、打浆、 洗涤后用于抄造或配抄卫生纸和低 档箱纸板, 到 20 世纪 80 年代, 废纸浆过程中,半纤维素和木素部分溶出, 形成一个润胀的细胞壁, 在纸页的回收率已达 25%左右,少数厂家干燥过程中,纤维之间形成的键力已能生产脱墨浆。到 1994 年, 废纸利用率为 29.1%, 到 1997 年国内废 纸 用 量 已 占 制 浆 总 消 耗 量 的37.8%, 并从国外引进 50 多套废纸 处理生产线, 这些进口设备对加快 我国废纸利用很有必要, 也大大缩 小了我国废纸处理技术和设备与世 界先进水平的差距。2001 年回收纸 达 1 638 万 t, 废纸浆用量已占造纸 用浆总量的 44%, 到 2020 年预计达28很大,能使纤维细胞壁中的两个或纤维角质化的理论研究纤维角质化的概念1944 年, Jayme 首先提出了“纤更多的结晶区结合,组成一个大的22.1结晶区,从而导致一个大的水不能润胀区, 使回收纤维的润胀性下降,纤维柔软性下降, 纤维变脆, 纸张性 能下降[ 3] 。Newman, R 等人[ 4] 用 B- C 核磁共振研究硫酸盐浆的角质化, 发现纤维内部有共结晶的现象, 为 这 一 机 理 提 供 了 有 力 的 证 据 。Somwang, K 等 人 [ 5] 用 X- 射 线 衍 射 西南造纸 2005 年 34 卷第 4 期维角质化”的概念, 其数学表达式为纤维角质化=[ ( 原浆保水值- 回 收浆保水值) /原浆保水值] ×%( 1) 他 在 研 究 保 水 值 的 影 响 因 素时,发现干燥过的纤维素与水结合的能力下降,即使延长在水中的