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玉米秸秆共聚物增干强剂和高吸水性树脂的合成及造纸企业MES评价

作　者: 许志鸿
导　师: 黄峰
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 玉米秸秆接枝共聚纸张干强剂高吸水性树脂 MES评价
分类号: TS727
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文以玉米秸秆为实验原料,对改性玉米秸穰接枝共聚后用作纸张干强剂和玉米秸秆粉接枝共聚合成高吸水性树脂进行了初步的研究与探讨。改性玉米秸穰中含有丰富的纤维物质,对其与中性单体丙烯酰胺(AM)和阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)接枝共聚合成纸张干强剂的实验表明:采用水溶液聚合工艺以过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原体系引发反应,可引发玉米秸穰与丙烯酰胺(AM)和DMC的接枝共聚反应,合成了玉米秸穰-AM-DMC接枝共聚物;合成的玉米秸穰-AM-DMC接枝共聚物可以降低漂白麦草浆的打浆度,即改善了浆的滤水性能;将共聚物加入漂白麦草浆中,抄得的纸片的裂断长和耐破指数均增加,提高了纸张的干强度性能;通过单因素实验得出了合成玉米秸穰-AM-DMC接枝共聚物的优化工艺条件:单体用量为秸穰用量的10倍,单体中AM与DMC的质量比为3:1,引发剂浓度为4mmol/L,反应时间3h,反应温度50℃。共聚物用量、共聚物与浆料的反应时间以及搅拌速度对共聚物的增强效果有明显影响,而浆料pH值对增强效果的影响不明显。实验表明玉米秸穰-AM-DMC接枝共聚物在草浆中的最佳用量为0.6%,共聚物与浆料的反应时间为6min,搅拌速度为600r/min。在草木混合浆中共聚物用量为0.6%,反应6min,搅拌速度为600r/min时,增强效果最好。相同条件下,在废新闻纸脱墨浆中用量为0.8%时,增强效果最好。玉米秸秆中含有丰富的纤维素,将其干燥粉碎后,与丙烯酸单体在过硫酸铵-亚硫酸氢钠引发体系的引发下可以合成具有良好吸水性能的高吸水性树脂材料。对玉米秸秆粉与丙烯酸共聚的工艺条件的正交试验表明,当丙烯酸单体用量为秸粉干重的8倍、引发剂浓度为9mmol/L、丙烯酸中和度为80%、反应温度为65℃、交联剂用量为单体质量的0.3%时,接枝共聚所得产物的吸去离子水率可达680g/g,吸0.9%NaCl盐水率可达53.6g/g。本文还采用网络分析法(ANP)对造纸企业MES系统的选择进行了肤浅的研究。提出了造纸企业MES软件评价和选择决策模型,通过该决策模型,可对MES软件进行系统而全面的评估。而基于ANP技术,使得决策过程更加清晰。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-29
  1.1 纸张干强剂的研究进展  11-20
    1.1.1 纸的结构  11
    1.1.2 纸的干强度性质  11-12
    1.1.3 增干强剂的分类及主要品种  12
    1.1.4 增干强剂的作用机理  12
    1.1.5 变性淀粉增干强剂  12-15
    1.1.6 聚丙烯酰胺增干强剂  15-16
    1.1.7 壳聚糖改性物增干强剂  16-17
    1.1.8 其他增干强剂  17-18
    1.1.9 增干强剂的应用条件  18-20
  1.2 高吸水性树脂的研究进展  20-23
    1.2.1 高吸水性树脂的分类及合成方法简述  20-21
    1.2.2 高吸水性树脂的应用  21-22
    1.2.3 高吸水性树脂的吸水原理  22
    1.2.4 高吸水性树脂的研究进展  22-23
  1.3 玉米简介及玉米秸秆应用现状  23-27
    1.3.1 玉米种植概况  23
    1.3.2 玉米秸秆的化学组成  23-24
    1.3.3 玉米秸秆在非造纸领域中的应用  24-25
    1.3.4 玉米秸秆在造纸工业中的应用  25-27
  1.4 论文的研究目的与意义  27-28
  1.5 论文研究的主要内容  28-29
第2章玉米秸穰-AM-DMC 接枝共聚物的合成  29-37
  2.1 实验  29-31
    2.1.1 实验原料  29-30
    2.1.2 实验方法  30-31
  2.2 结果与讨论  31-35
    2.2.1 前期实验确定聚合产物的滤水增强性能  31-32
    2.2.2 单体用量对产物性能的影响  32-33
    2.2.3 单体组成对产物性能的影响  33
    2.2.4 引发剂浓度对产物性能的影响  33-34
    2.2.5 反应温度对产物性能的影响  34-35
    2.2.6 反应时间对产物性能的影响  35
  2.3 小结  35-37
第3章玉米秸穰-AM-DMC 接枝共聚物在造纸中的应用  37-45
  3.1 实验  37-38
    3.1.1 实验原料  37-38
    3.1.2 实验方法  38
  3.2 结果与讨论  38-43
    3.2.1 玉米秸穰接枝共聚物在麦草浆中应用条件的探讨  38-42
    3.2.2 玉米秸穰接枝共聚物在草木混和浆中的应用  42-43
    3.2.3 玉米秸穰-AM-DMC 接枝共聚物在新闻纸浆（ONP）中的应用  43
  3.3 小结  43-45
第4章玉米秸秆-丙烯酸接枝共聚制备高吸水性树脂  45-58
  4.1 实验材料  45
    4.1.1 试剂  45
    4.1.2 仪器  45
  4.2 实验方法  45-47
    4.2.1 高倍率吸水树脂的制备  45-46
    4.2.2 接枝共聚反应条件的优化  46
    4.2.3 接枝共聚物的提纯  46
    4.2.4 玉米秸秆粉接枝共聚物接枝率和吸水性能的测定  46-47
  4.3 结果与讨论  47-57
    4.3.1 过硫酸铵引发反应机理  47
    4.3.2 玉米秸秆粉接枝丙烯酸共聚物的合成  47-57
  4.4 小结  57-58
第5章基于 ANP 的造纸企业 MES 软件评价及选择的决策模型  58-64
  5.1 MES 软件选择的评价模型  58-61
    5.1.1 评价因子  58-61
    5.1.2 各因子之间的关系  61
  5.2 ANP 的应用  61-63
  5.3 结论  63-64
第6章结论  64-66
  6.1 总结  64-65
  6.2 论文创新之处  65
  6.3 进一步研究之处  65-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的论文  71

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