目前生物酶輔助磨漿技術(shù)有著(zhù)廣泛的應用,但在生產(chǎn)實(shí)踐中也存在著(zhù)諸多技術(shù)問(wèn)題有待解決。例如,生物酶輔助節能打漿的研究主要集中在打漿規律領(lǐng)域,對不同濾水性要求的纖維紙漿的能耗節點(diǎn)、纖維增強節點(diǎn)的研究,以及關(guān)鍵節點(diǎn)時(shí)的纖維形態(tài)等問(wèn)題,有待進(jìn)一步明確。
本工作采用PFI磨漿方式,并檢測紙漿的抗張強度、撕裂強度、耐破度等強度指標,探索纖維酶輔助磨漿對成紙強度積極影響。借助纖維分析儀,對纖維素酶輔助磨漿過(guò)程中的紙漿纖維進(jìn)行分析。
1 實(shí)驗方法
1.1 生物酶處理
將木漿板置于自來(lái)水中浸泡4h,用漿料疏解機進(jìn)行標準疏解。向漿料懸浮液中加入一定量的纖維素酶,并調節紙漿濃度為10%,并50℃恒溫振蕩水浴60min。酶處理后漿料置于100℃沸水中10min,用以生物酶滅活,然后用布氏漏斗抽濾,收集漿料纖維備用。
1.2 實(shí)驗流程

生物酶輔助磨漿對紙張抗張強度影響,如圖1所示。

從圖1可以看出,隨著(zhù)目標打漿度的上升,紙張抗張強度不斷增加,并在打漿度為750SR時(shí)達到最大值。隨著(zhù)生物酶用量的增加,成紙抗張強度呈現先增加后降低的趨勢,生物酶輔助磨漿對紙張抗張強度的提高有節點(diǎn)存在。纖維素酶在預處理紙漿纖維的過(guò)程中,首先對纖維纖維表面或者纖維表面的細小纖維處進(jìn)行生物酶修飾,纖維表面獲得一定程度地松弛,并促進(jìn)纖維細胞的吸水潤脹和細纖維化;或者使纖維細胞表面起毛,提高單根纖維的比表面積,宏觀(guān)表現為纖維結合力上升、紙張強度提升。當生物酶用量再次增加,纖維表面修飾加劇、單根纖維的結合力上升,但是纖維自身的強度下降,宏觀(guān)表為纖維結合力上升,但是纖維抗張強度下降。當生物酶添加量為0.04%時(shí),紙張抗張強度出現增強節點(diǎn)。
3 生物酶用量對紙張撕裂強度影響
生物酶輔助磨漿對紙張撕裂強度影響,如圖2所示。

從圖2可以看出,隨著(zhù)目標打漿度的上升,紙張撕裂強度先增加后減少,并在打漿度為30°SR時(shí)達到最大。隨著(zhù)生物酶用量的增加,成紙撕裂強度呈現先增加后降低的趨勢,與圖1中的抗張強度曲線(xiàn)類(lèi)似,但撕裂強度的增強節點(diǎn)出現在生物酶添加量為0.02%。
4 生物酶用量對紙張耐破強度影響
生物酶輔助磨漿對紙張耐破強度影響,如圖3所示。

從圖3可以看出,隨著(zhù)目標打漿度的上升,紙張耐破強度先增加后減少,并在打漿度為60 0SR時(shí)達到最大。隨著(zhù)生物酶用量的增加,成紙耐破強度呈現先增加后降低的趨勢,與圖1中的撕裂強度曲線(xiàn)類(lèi)似,耐破強度的增強節點(diǎn)出現在生物酶添加量為0.02%。
5 纖維素酶輔助打漿對纖維形態(tài)影響
生物酶輔助磨漿對紙漿纖維表面形態(tài)的影響,可以看出,原漿纖維表面光滑,結構緊密;生物酶添加量為0.02%時(shí),纖維變得疏松、粗糙、雜亂和柔軟;生物酶添加量為0.04%時(shí),纖維變得更加疏松,纖維表面起毛較多,在磨漿過(guò)程中纖維已被切斷,并產(chǎn)生部分細小纖維。由此可見(jiàn),經(jīng)生物酶預處理后,紙漿纖維出現表面起毛、細纖維化等現象,隨著(zhù)酶用量的增加,纖維長(cháng)度會(huì )減小,細小纖維含量增加,并引起成紙強度的下降。
6 結論
采用生物酶在對生物酶輔助磨漿的成紙強度存在增強節點(diǎn),抗張強度節點(diǎn)出現在生物酶添加量0.04%處,耐破強度、撕裂強度節點(diǎn)出現在生物酶添加量0.02%處。在成紙強度節點(diǎn)處,相對未添加生物酶漿樣,打漿度為30°SR的成紙抗張強度增加39.79%,打漿度為30°SR的成紙撕裂強度分別增加18.84%,打漿度為60°SR的成紙耐破強度增加49.75%。纖維形態(tài)分析顯示,紙漿纖維數均長(cháng)度隨生物酶添加量的增加先增加后減少。當生物酶用量超過(guò)0.02%時(shí),纖維變得疏松,纖維表面起毛、細纖維化顯著(zhù)。