【废物棉纤维制浆漂白及纸的抄造分析案例4500字】

参考文献废物棉纤维制浆漂白及纸的抄造分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u20985废物棉纤维制浆漂白及纸的抄造分析案例 1115241.1造纸部分实验仪器 1149471.2造纸实验 3104091.3漂白实验 337191.1.1漂白剂过氧化氢的滴定 362381.1.2纸张试样白度测试 4309651.1.3漂白实验变量实验 429571.4纸张的应用性能 10272951.4.1成纸方向棉浆水彩纸 10115281.4.2应用性能测试 111.1造纸部分实验仪器确定成纸方向后选择最优蒸煮方案进行制浆造纸，选择最优制浆工艺（12:2:100）蒸煮温度95℃蒸煮时间60分钟，将抽滤后的绝干重浆重新浸泡于盛有0.2L清水的烧杯中，搅拌使绝干重浆混于水中成浆，准备好抄纸。实验仪器如下表3-1。表3-1实验仪器仪器名称型号剪刀烧杯250ml玻璃棒30cm胶头滴管毛笔刷铁质搅拌棒手工色素厚纸板测色配色仪（白度测试）CM-3600A型抄纸网200mm×200mm抄纸盆400mm×600mm电子天平FA1204B型恒温水浴锅HH-603型新型榨汁破壁机NUTRILITE型电热鼓风干燥箱101-OAB型图3-1木框抄网1.2造纸实验先将木框抄网用少量水冲洗除杂，用铁质搅拌棒再次搅拌浆料一分钟左右，将打匀的浆料倒入抄纸盆中。关于抄纸盆的选择，应该符合所用抄纸网尺寸和抄纸手法，不能太大于抄纸网的尺寸，由于浆料比较少，会产生浆料流失在浆料盆无法上抄纸网；也不能尺寸过小刚好符合抄纸网的尺寸，由于本实验为人为手工抄纸，需要留有一些抄纸操作空间。在抄纸前，也要在浆料盆内进行搅拌，否则浆料也会产生粘连絮凝等情况影响抄纸以及抄出的纸张。使抄纸网浸入浆料中，在浆料盆里均匀震荡上浆，让浆料均匀分布在抄纸网上，上下活动抄纸网，使其脱水，然后轻微浸入水中，再脱水，反复使其在抄网上更平整。因为抄纸网为单面网，还需要轻微地平压使其更均匀，也能轻微脱除水分。然后将其放在阳光下12个小时晾干，不能烘干，会让成形纸张过于脆弱，因为原浆料组成只有废弃棉纤维，只能依靠晾干自然脱去水分的方法[11]。成纸如下图3-2。图3-2最优工艺成纸试样如上图3-2所示，为造纸成纸张情况，制成的纸张精细而柔软，具有很高的不透明性，并可经久保存，纤维细长而有弹性，坚韧耐折[12]。虽然原料废弃棉纤维肉眼识别为偏白色，制浆工艺里所得浆料也为偏向白色，但是成纸试样为肉眼分辨的偏黄色。用实验室的测色配色仪测其白度，白度为48.868。还需要做后续漂白实验以满足成形纸张要求。1.3漂白实验1.1.1漂白剂过氧化氢的滴定用过氧化氢溶液做漂白处理，由于过氧化氢具有挥发性，在使用过氧化氢之前需要对其进行标定。测定步骤为：用移液管吸取过氧化氢漂液2mL，放入装有100mL蒸馏水的250mL锥形瓶中，加入20%的硫酸10mL，100g/L的碘化钾10mL和3滴新配的钼酸铵饱和溶液，用0.1mol/L的硫代硫酸钠标液滴定至淡黄色后，加入5g/L的淀粉指示剂10mL，继续用硫代硫酸钠标液滴定至蓝色刚好消失[13]。先试配置质量分数为3%的过氧化氢漂液，将确定好的制浆工艺制出浆料加入配好的3%的过氧化氢漂液，设定浴比为1:50，温度设定为60℃，加热时长为1h。处理完毕后用大量水冲洗，然后挤出水分，放到电热鼓风干燥箱中在120℃温度下干燥12个小时，最后放置在干燥皿中冷置，将绝干重浆浸泡后，持续性搅拌，防止进入絮凝状态。将漂液处理后的浆料重复以上抄纸工艺，晾干后所得成形纸张如图3-3所示。图3-3过氧化氢3%漂白的纸张试样1.1.2纸张试样白度测试纸张白度的测定参照白度测定，使用测色配色仪CM-3600A。测试样品为整张纸，测白度值仪器注意事项，在测试时取试样纸张四个角以及中间部分取其平均值，在侧白度值时要遮光良好，在拿取样品的时候，要注意触碰纸张的边缘部分，不要触摸中间部分，以防影响对纸张白度的测定的准确度[14]。1.1.3漂白实验变量实验如上图3-3所示，肉眼分辨明显白度优于未漂前的纸张试样，测试其白度为76.929。数据表明也比图3-2纸张试样白度提高了很多，由于纸张成形方向为棉浆水彩纸，对白度的要求是很高的，所以以漂白温度和漂白过氧化氢用量为基本变量做对比实验测量其成型纸张的白度，来确定浆料的漂白最佳工艺[15]。设定变量实验，单因素为过氧化氢的浓度、加热时间以及加热温度，下表3-2为单因素变化范围表。表3-2单因素变化范围表过氧化氢浓度（%）绝干重浆（g）水（g）温度（℃）时间（h）22100600.53210070142100801.552100852721001021001.1.1.1单因素过氧化氢浓度表3-3为过氧化氢浓度单因素实验变量范围。表3-3过氧化氢浓度单因素实验变量范围纸张试样序号过氧化氢浓度（%）原料（g）水（g）温度（℃）时间（h）1221006012321006013421006014521006015721006016102100601漂白变量实验，过氧化氢用量变量范围（2、3、4、5、7、10）%温度初定为60℃。用已确定的最佳制浆工艺（12:2:100）蒸煮温度（95℃）蒸煮时间（60分钟）制浆后进行漂白变量实验。将干燥纸板上干燥好的绝干重浆放入烧杯中加入配置好的五组漂液漂液（浓度以过氧化氢计），搅拌后在恒温水浴锅中加热预处理，然后放入到60℃的恒温水浴锅中，加热一个小时后取出，用大量水冲洗，冲去残留漂液，然后挤干水分，放到电热鼓风干燥箱中在120℃温度下干燥12个小时，最后放置在干燥皿中冷置。冷置后得到已漂的五组绝干重浆，分别放入烧杯中，后续加入纯净水用小型搅拌机搅拌分散疏解绝干重浆得到浆料。持续性搅拌，目的使其不进入絮凝状。然后进行人为手工抄纸，之后让其自然晾干12小时得成型纸张如下图3-4~3-9所示。图3-41号纸张试样图3-52号纸张试样图3-63号纸张试样图3-74号纸张试样图3-85号纸张试样图3-96号纸张试样1.1.1.2单因素过氧化氢浓度纸张试样白度测试将图3-4~3-9已漂纸张进行白度测试，如下表3-4所示。表3-4不同漂液浓度白度值过氧化氢用量（%）白度值274.428376.929476.628581.537778.2031078.565据上表可知，白度值最高为81.537，最低白度值为74.428。不难看出（5%）过氧化氢的白度值是最高的，可以得出，不一定漂液的过氧化氢的浓度越高就白度值越高。过氧化氢浓度5%为本次变量实验的最优单因素，以白度值最高的漂液浓度5%为基点试探究加热漂白的温度是否会对白度值有所影响。1.1.1.3单因素加热温度变量实验表3-5为加热温度单因素实验变量范围。表3-5加热温度单因素实验变量范围纸张试样序号过氧化氢量（%）原料（g）水（g）温度（℃）时间（h）152100601252100701352100801452100851初定温度变量范围（60℃、70℃、80℃、85℃），最高温度只能到达85℃左右，因为所用恒温水浴锅为震荡式，另外到90℃～100℃就处于沸腾温度，水蒸气等因素反而影响了漂白。确定过氧化氢的浓度为5%，时间为1h，时间变量(60、70、80、85)℃，用最佳制浆方案后进行漂白变量实验。将干燥纸板上干燥好的绝干重浆放入烧杯中加入配置好的四组漂液中，搅拌并在恒温水浴锅中预处理，然后放入到60℃、70℃、80℃和85℃的恒温水浴锅中，加热一个小时后取出，用大量水冲洗，冲去残留漂液，然后挤干水分，放到电热鼓风干燥箱中在120℃温度下干燥12个小时，最后放置在干燥皿中冷置。冷置后得到已漂的绝干重浆，后续重复打浆疏解然后进行人为手工抄纸，之后让其自然晾干12小时得成型纸张如下图3-10~3-13所示。图3-101号纸张试样图3-112号纸张试样图3-123号纸张试样图3-134号纸张试样1.1.1.4单因素加热温度纸张试样白度测试将图3-10~3-13已漂纸张进行白度测试，如下表3-6所示。表3-6不同加热温度的白度值温度（℃）白度值60℃81.53770℃82.42880℃82.56585℃82.128据上表可知，最高白度值为82.565，最低白度值为81.537，最高值与最低值相差不是特别明显，随着温度的升高，白度值没有持续提高或降低。可见，就60℃~85℃之间，加热温度对漂白的影响并不是特别大，实验数据表中可得最佳加热的温度在80℃。1.1.1.5单因素加热时间变量实验表3-7为加热时间单因素实验变量范围。表3-7加热时间单因素实验变量范围纸张试样序号过氧化氢量（%）原料（g）水（g）温度（℃）时间（h）152100800.5252100801352100801.5452100802确定过氧化氢的浓度为5%，加热温度为80℃，变量时间范围为（0.5、1、1.5、2）h用最佳制浆方案后进行漂白变量实验。将干燥纸板上干燥好的绝干重浆放入烧杯中加入配置好的四组漂液中，搅拌并在恒温水浴锅中预处理，然后放入到80℃的恒温水浴锅中，加0.5、1、1.5、2小时后取出，用大量水冲洗，冲去残留漂液，然后挤干水分，放到电热鼓风干燥箱中在120℃温度下干燥12个小时，最后放置在干燥皿中冷置。冷置后得到已漂的绝干重浆，后续重复打浆疏解然后进行人为手工抄纸，之后让其自然晾干12小时得成型纸张如下3-14~3-17所示。图3-141号纸张试样图3-152号纸张试样图3-163号纸张试样图3-174号纸张试样1.1.1.6单因素加热时间变量实验纸张试样白度测试将图3-14~3-17已漂纸张进行白度测试，如下表3-8所示。表3-8不同加热时间的白度值加热时间（h）白度值0.571.578182.5611.582.559282.556据上表可知，最高白度值为82.561，最低白度值为71.578，最高值与最低值相差特别明显，但是时间在1~2h内，随着加热时间的加长，白度值没有持续提高或降低。可见，就1~2h之间，加热时间对漂白的影响并不是特别大，关于时间的变量实验，由于过氧化氢的热稳定性，时间对漂白浆料的实验影响微乎其微，基本上可以不加入到变量实验中来，但是30min的漂白加热时间过短，白度值71.578明显低于其他加热时间的白度值，即使加热时间对漂白实验的影响微乎其微，也需要在一定加热时间范围内考虑。综合来说这样就能确定漂白的最佳工艺为过氧化氢浓度（5%）加热温度（80℃）加热时间（1h）。1.4纸张的应用性能1.4.1成纸方向棉浆水彩纸木浆纸与棉浆纸的区别，木浆纸吸附性底，颜色浮于纸面，不易混色，水痕明显，色彩鲜艳，适合小清新和特殊效果。棉浆纸易吸附颜色，扩散好，混色均匀，不易有水痕，色彩沉稳，适合写实及深入刻画混棉纸介于两者之间[16]。纸张干的速度受各方面影响，不能单纯认为某种成分的纸干的快，测试过程中，干的速度差别不大。如图3-18所示，为网络平台视频对比50%混棉浆纸（法布里亚诺），100%木浆纸（博更福）以及100%全棉浆纸（法布里亚诺）的颜料上色对比图。图3-18颜料上色对比图1.4.2应用性能测试根据上述实验已经确定最佳制浆蒸煮方案以及最佳漂白实验方案进行造出本实验的成形棉浆纸后与普通的纸张进行吸水性和颜料上色对比，颜料选择几个亮色的手工色素，采取胶头滴管滴试和涂抹等方法作对比试验。将手工抄的棉浆纸与购买的纸张平铺在厚纸板上，由于手工色素本就比较稀，滴试的时候需要一滴一滴地滴，本实验还将棉浆纸折成了双层，意图测试一下对手工色素的吸收性以及是否有渗漏情况，下方铺垫厚纸板也是预防了渗漏情况的发生。滴试手工素色时候要注意在清水烧杯里清洗，滴一滴色素要混上一滴水滴，虽说手工色素很稀，也需要湿混，其目的更好的验证了其吸水性以及颜料的分布。图3-19手工色素上色对比图（左棉浆纸）（右普通纸）由上图对比不难看出棉浆纸的吸水性、对颜料的吸收以及颜料的附着都优于普通纸，下图1.-20为棉浆纸下层纸的情况。图3-20棉浆纸下层根据图像数据分析可知，棉浆纸上层对颜料吸收性非常好，颜料附着情况极佳，下层也无渗漏等情况，也证实了上层对手工色素的吸收情况。如图色素的上色情况，手抄棉浆纸的色感温和饱满，均匀分布，基本无色差现象产生，手摸触感较好较软，纸面纤维很多，不容易