现代仪器分析技术在制浆造纸中的应用

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现代测试技木在制浆造纸中的应用

现代测试技木在制浆造纸中的应用
测 纸板 的重量 [ , 3 ] 。
1 检 查 纸张结 构 . 6
用 红 外光 谱 对木 素 作定 量分 析 时 , 以 木素 的芳 常 环特 征吸 收峰 的强弱为 定量 的依 据 。 在测 之前 要先 作
木素含量与相对 吸光度 D的标准曲线。然后, 取待测 纸浆样 品 1m , 入亚 铁氰 化钾 l g和 K r0 m , g 0 加 m B3 0 g在
0 一醌 和 P 一醌模 型 物 及 Fe y的热 磨机 械浆 盐 rm
技术已不是单一技术的使用 , 而是多项测试手段的综 合。 每一项分析技术都有其专长 , 也有其局限性。 因此 选 择多 种方法 , 以求获 得信 息 的互补 是很 重要 的。先
进 的分析 技术 在 制 浆造 纸科 学 研 究 工 作 中的不 断 应
技 术 在 制 浆造 纸 工 业 中的 应 用 和 最新 动 态 。
关键词 : 色谱 ; 谱 ; 浆造 纸 ; 用 光 制 应
各 种 制 浆造 纸 分 析技 术 作 为 重要 的实 验研 究 分 析手段 , 发展非 常迅 速 。 在实 验数 据分 析 中 , 各种 分析
1 . 测热磨 机械 浆的光返 黄 3探
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分 析与检验
3 1
l 析与 检 验 l 1 分

现代 测 试 技 木在 制 浆造 纸中 的应 用 米
李宗 任

陈小泉
华 南理 工 大学制浆 造纸 国家重点 实验 室
广 东 广州 (160 504 )
要: 主要论述 了红外光谱技术 、 气相 色谱、 紫外光谱 技术 、 凝胶 渗透 色谱 , 气质连 用
1 . 量 纸 页 的 水 份 和 纸 板 的 重 量 5测

现代分析技术在制浆造纸研究中的应用

现代分析技术在制浆造纸研究中的应用

1 . 2 原 子力显微 镜。 原子力显微镜是通过一个微小的探针来摸索 微 观世界 , 在立体 三维上观 察物质 的形貌 , 并能 获得探 针与样 品 相互 作用 的信 息 , 典型 A F M 的测向分辨率 可达到 2 n m, 垂直 分辨 率小于 0 . 1 n m。A F M具有操作容易 , 样 品准备简单 , 操作环境不受 限制 , 分辨率高等优点 。原子力显微镜有 四种基本成像模式 , 分别
辅 助工具 。扫描 电子显微 镜和透 射电子显 微镜 的使用 范 围比较 析的组分 。并且 , 不能直接给出定性 的结果 , 不能用来直接分析未 广, 没有形状限制 。两种显微镜有 一定 的区别 , 扫描 电子显微镜的 知物 , 必须用己知纯物质 的色谱 图和它对照 。气相色谱 法 的基本 工作 原理是利用二次 电子 和背散射电子 的辐射 ,产生 3 O感 强烈 原理有塔板理 论和速率理论 。 的图像 , 可 以无 视观察物表面 的平 整程度 , 而且其设备 组装简单 , 2 . 2 紫外分析技术。 紫外可见分光光度法是 仪器分析 中应用最为 使 用难度 比较低 , 但 是与透 射电子显 微镜相 比 , 其分辨 率还是 比 广泛 的分析方 法之一 , 其 所用 的光谱 区域为 2 0 0 ~ 7 8 0 n m, 其 中可 较低 , 无法清晰 的看到物质 的原子结构 。 见分光光 度法为 4 0 0 7 8 0 n m,紫外分 光光度法为 2 0 0 — 4 0 0 n m, 其
什么是表面分析技术 呢?从字 面上我们可 以很 容易理解 , 表 其 发展前景 和发展空 间还有很 大 , 因为其具有 效果好 、 分 离速 度 面分析 技术就是 对所要 研究 的物质的表 面进行 分析 ,物质 的形 快 、 技术 简单等 优点 , 被人们所 喜爱 和推广 , 在 研究过程 中 , 其 技 态、 组成成 分 、 分子结 构等都属于物质 的表面范畴 , 都需要进 行相 术也不断被完善。 应的分析 。表面分析 技术属于现代分 析技术 中的一种 , 在纸浆造

电动调节仪表在造纸行业中的应用案例分析

电动调节仪表在造纸行业中的应用案例分析

电动调节仪表在造纸行业中的应用案例分析近年来,随着科技的不断进步,电动调节仪表在各个行业中的应用越来越广泛。

造纸行业作为一个重要的基础行业,也开始逐渐采用电动调节仪表来提高生产效率和产品质量。

本文将从实际应用案例出发,对电动调节仪表在造纸行业中的应用进行详细分析。

案例一:流量调节仪表在造纸过程中的应用在造纸过程中,纸浆的流量控制是非常重要的一环。

流量调节仪表是一种通过测量流体的流量并实时调节的仪表。

在某造纸厂,他们采用了一套先进的电动调节仪表系统来控制纸浆在生产线上的流量。

这套系统包括流量传感器、控制阀和自动调节器等组成。

通过传感器测量出的纸浆流量传输给电动调节器,根据预设的流量值自动调节控制阀的开度。

这样一来,就可以实现对纸浆流量的精确控制,从而保证生产线上的纸张质量和生产效率的提高。

案例二:温度调节仪表在造纸厂烘干过程中的应用造纸过程中的烘干过程对纸张的质量起着至关重要的作用。

温度调节仪表是一种用来测量和控制温度的仪表。

在某造纸厂的烘干过程中,他们采用了一套电动调节仪表系统来实现对烘干温度的精确控制。

这套系统包括温度传感器、控制器和加热器等组成。

通过温度传感器测量出的温度数据传输给电动调节器,根据预设的温度值自动调节控制器的输出信号,进而控制加热器的加热功率。

这样一来,就可以实现对烘干过程中的温度精确控制,从而确保纸张的质量和产品的稳定性。

案例三:压力调节仪表在造纸机械中的应用在造纸机械中,不同部位的压力控制非常关键。

压力调节仪表是一种用来测量和控制压力的仪表。

某造纸厂在升级造纸机械时采用了一套电动调节仪表系统用于压力控制。

这套系统包括压力传感器、控制器和执行器等组成。

通过压力传感器测量出的压力数据传输给电动调节器,并与预设的压力范围进行比较,根据比较结果自动调节执行器的开度。

通过这种方式,可以及时有效地控制各个部位的压力,提高机械运行的稳定性和产品的质量。

以上几个案例只是电动调节仪表在造纸行业中应用的几个例子,电动调节仪表的应用还远不止于此。

ABB自动化仪表设备在制浆造纸中的应用和控制

ABB自动化仪表设备在制浆造纸中的应用和控制

ABB自动化仪表设备在制浆造纸中的应用和控制摘要:安全生产是未来企业发展的核心要素,对于加快企业生产经营效率起到了重要的促进推动作用。

传统安全防范措施都是以人工为主体进行实时巡视的监管措施,虽然在一定程度上起到了防范作用,但是较高的人工成本以及监控漏洞使得传统监控措施不能够适应快节奏的企业安全生产需求。

而随着ABB自动化仪表设备的使用,转变了依靠人工进行监控的方式,提高了生产监控的及时性和准确性,在制浆造纸作业中起到了重要的促进作用,在推动纸业企业发展建设中扮演了重要的角色。

为此,结合制浆作业实际状况,提高仪表设备的稳定性和灵敏度,提升ABB自动化仪表设备的工作效率,为企业未来生存发展保驾护航。

关键词:ABB自动化仪表;制浆造纸;应用控制伴随着科学信息技术不断向前发展,一批具有实用价值的高科技智能技术设施被逐步推广应用到企业的生产经营当中,发挥着重要的促进作用,特别是在以安全生产为主体的企业运营中表现尤为突出。

针对制浆造纸作业各环节连续性较强的现状,ABB自动化仪表设备的使用,使得传统依靠人工操作的监控作业逐步被机械仪器所替代,使得生产线状况以及突发情况能够得到及时发现及时处理,避免了生产安全事故的发生,也为作业人员提供了安全系数较高的工作环境。

一、ABB自动化仪表设备的简要概述通过对现行的监测设备仪器进行实地考察中可以了解到,ABB自动化仪表设备是一种由若干电器元件为基本单元组成的综合型的自动化技术工具。

其作用包含了测量、监控、显示、报警等多种用途,将生产线状况进行可视化处理,降低了生产监控的难度。

仪表设备的组成构建主要包含了电压变化系统、输电配置系统、电力自动化系统、实时控制报警系统、测量传感系统,对生产线作业的各环节各部位形成了多角度实时监控,有效地保障了作业工序平稳正常运转[1]。

ABB自动化仪表设备所具备的特征主要体现在以下几点:首先是设备仪器的自动化程度高,包括监控、传感、电力转换等设备都是依靠智能化信息技术为依托,降低了设备的操作难度,提高了设施的可操控性。

国内制浆造纸自控及仪表的现状与发展趋势(上)

国内制浆造纸自控及仪表的现状与发展趋势(上)

国内制浆造纸自控及仪表的现状与发展趋势(上)制浆造纸生产的自动操纵,过去应用的范畴十分有限,要紧集中在制浆过程的局部简单外表操纵和纸机的电气传动操纵方面,大量的操纵内容是通过现场人工调整实现的。

改革开放以来,通过国外先进技术产品的引进,以及借鉴有关行业自动操纵方面的体会,自动操纵在造纸生产中逐步得到了应用,正朝着整厂集中操纵的方向进展。

近年来,许多厂家在生产过程的重点环节进行了自控系统的技术改造,如蒸煮操纵、盘磨操纵、配浆操纵、上浆流送操纵、纸机传动、纸机干燥部多段通气操纵(热泵操纵)和水分定量检测等方面,取得了明显的成效。

1 现状及特点1.1 制浆过程制浆过程的自动化操纵要紧集中在蒸煮、磨浆、配浆和打浆的操纵,要紧操纵参数有:液位、温度、压力、流量和浓度等。

从过程操纵的层面上来讲,一方面对生产过程的电动机和电磁阀进行逻辑、顺序的操纵;另一方面对罐类和工艺管道上的各种阀门进行工艺参数的调剂。

制浆设备中,单体设备较多,由于种种缘故,制浆设备本体的机电一体化产品不多,相当部分企业在制浆过程中自动化程度普遍不高。

近些年盘磨、挤浆机、热分散等设备在自动化操纵方面有了较大的进步,设备性能有所改善;在配浆和上浆浓度调剂部分的改造较多,对提升和稳固产品质量,取得了一定成效。

制浆生产的自动操纵系统最初能够认为是外表操纵系统和继电器逻辑操纵系统的结合,要紧由二次外表作为操纵器来进行单回路或多回路的自动操纵。

许多厂家一直延用至今,差不多上是一种独立、分离的操纵。

随着电子技术的进展,从20世纪80年代开始,以PLC为主流产品的操纵器得到了普遍的应用。

由于最初的PLC操纵器以逻辑、顺序操纵为主,形成了一方面采纳PLC操纵器进行电动机、电磁阀的联锁和操纵;另一方面采纳二次外表作为操纵器来进行单回路或多回路的自动调剂操纵。

从80年代末期开始,PLC操纵器的功能和技术概念发生了重大变化,以一个过程操纵系统的面貌显现;而且在组态方便性和灵活性上有了专门大改善,以其容量、速度、字长、周期等为指标,形成了系列产品,从而具备了从事复杂操纵的能力。

近红外光谱技术在制浆造纸工业中的应用

近红外光谱技术在制浆造纸工业中的应用

近红外光谱技术在制浆造纸工业中的应用1 近红外光谱的发展现状近年来,近红外光谱(Near-Infrared Spectroscopy—NIR)作为迅速崛起的光谱分析技术在分析测试领域中所起的作用越来越引起人们的关注。

在1997 年分析化学与应用光谱学匹兹堡会议(Pittcon’97)上,关于近红外光谱方面的文章有178 篇,NIR 反射光谱仍然是这次会议的重要话题。

由此可见,由于在样品分析时基本不需处理,且不破坏和消耗样品,自身又无环境污染,所以近红外光谱作为一种快速分析测试仪器| 仪表正在被越来越多的分析工作者认识和使用,同时也受到工业控制领域的关注。

在1998 年分析化学与应用光谱学匹兹堡会议(Pittcon’98)上,推出的声光可调滤光片(AOTF)和近红外探头已成功地用于近红外在线过程监控仪器中,用以监测聚合物粘度、酸数、添加剂、聚合度等。

进入90 年代以来,NIR 作为一门现代测试技术已基本成熟,其应用领域迅速扩大,从最初的食品行业,迅速渗透到石油、化工、环境和生化等行业,在工艺控制、产品质量分析检测方面发挥了突出的作用,并创造了巨大的经济效益,在过程控制方面获得了广泛的成功。

2 近红外光谱技术在制浆造纸工业中的应用目前世界范围内浆和纸的产量和质量正不断增长,若仅仅依靠提供优质的纤维原料和改进制浆造纸工艺来促进生产是不够的,还必须研制和使用一些新型的过程分析仪器和传感器。

随着近红外光谱技术和光谱数据处理软件的进展,为开发新型的过程分析仪器提供了新的途径。

下面介绍的NIR 在制浆造纸过程中的应用,虽然绝大部分应用情况目前仍然局限于实验室内,但将来的发展趋势必定为现场分析和测控,实现从实验室走向生产现场的转变。

2.1 检测纸页涂料中的水分含量在400~1100nm 的范围内,采用透过模式,分析涂料混合物中的水分含量。

虽然,由于涂料中悬浮颗粒的存在使测量的重现性受影响,但是对于连续流动的涂料,。

制浆造纸实验分析与检测

制浆造纸实验分析与检测

制浆造纸实验分析与检测制浆造纸是一项重要的工艺过程,用于将木材和其他纤维原料转化为纸张和纸浆产品。

为了确保产品质量和过程的可持续性,实验分析和检测是必不可少的。

在制浆过程中,影响纸浆品质的因素有很多,包括原料的种类、制浆条件、化学品的使用等。

通过实验分析和检测,可以对这些因素进行监测和控制,从而提高纸浆的品质和过程的效率。

一种常见的实验分析方法是纤维分析。

通过对纤维形态、长度、宽度、纤维分布等参数的测定,可以评估纤维的品质和纸浆的可加工性。

纤维分析可以通过显微镜观察纤维的形态,也可以使用光学显微镜、扫描电镜等先进的分析仪器进行测量。

另外,可以使用拉伸测试仪等设备对纤维进行力学性能测试,如强度、弹性模量等。

除了纤维分析,还可以进行化学分析和物理性能测试。

化学分析可以测定纸浆中的纤维含量、纸浆品位、灰分含量等。

常用的方法有浸提法、酶解法、碱法等。

物理性能测试可以测定纸张的物理性能,如强度、厚度、密度、吸水性等。

常用的方法有弯曲试验、拉伸试验、压缩试验等。

在检测方面,有两个主要的方面需要考虑。

首先是原料的检测,包括原木的物理性质、化学成分和纤维形态等。

这些信息对于选择合适的原料和优化制浆过程至关重要。

其次是生产过程中的检测,包括对制浆设备的监测和控制,以及对纸浆和纸张的监测。

设备的监测可以通过振动传感器、温度传感器等设备进行,以检测设备的运行状态和性能;而对纸浆和纸张的监测可以通过在线分析仪等设备进行。

实验分析与检测在制浆造纸过程中具有重要的作用。

它们可以帮助优化制浆条件,控制纸浆质量,提高产品的可持续性,并且能够解决制浆过程中的问题和挑战。

通过不断的实验研究和技术创新,制浆造纸工艺将会愈加完善和高效。

仪器分析在制浆造纸中的应用

仪器分析在制浆造纸中的应用

气相色谱在制浆造纸中的应用气相色谱法在制浆造纸工业最为广泛的是用于造纸植物纤维原料和纸浆中糖类各组分的分离与鉴定,以及木素单体降解产物的分析。

时也应用于其它成分(如蒽醌、松香酸、松节油等)的分析。

1.造纸原料和纸浆中糖类组分的气相色谱测定方法用硫酸把造纸原料或纸浆中的纤维素和半纤维素水解成单糖,单糖被硼氢化钠还原为糖醇,糖醇与乙酸酐酯化成挥发性衍生物。

然后进行气相色谱分析。

其色谱分析条件如下:色谱柱用内径3mm,长2m 玻璃柱,填充物为Chromosorb W AWDMCS涂以3%ECNS—M 固定液,检测器FID,载气(氮气)流速30mL/min,柱温190℃,汽化室及检测器温度。

2.木素降解产物的气相色谱分析木素经过高锰酸钾氧化后的产物为芳香酸,用重氮甲烷甲基化后,芳香酸转变为芳香酸甲基酯,用气相色谱法测定芳香酸的种类。

用苯均四酸四甲基酯作内标物,可以进行定性、定量分析。

其分析条件:色谱柱用固定液3%OV一17,检测器FID,载气(氮气)流速28mL /min。

柱温198℃,汽化室温度320℃,检测器温度330℃。

将木素高锰酸钾氧化产物用甲醇溶解后,与过量的重氮甲烷乙醚溶液完成甲基化反应。

溶剂蒸发后的残留物溶于二氧六环中。

与重氮甲烷乙醚溶液甲基化。

溶剂蒸发后的残留物中加入苯均四酸四甲酯作内标物。

混和后加入二氧六环溶液,取此溶液作气相色谱分析。

3.树脂中松香酸的气相色谱分析四甲基氢氧化铵甲醇与松香酸中各种有机酸起酯化反应。

可以使这些酸转变成具有挥发性的相应的甲基酯。

其色谱分析条件:色谱柱用固定液2.5%三氟丙基甲基硅酮聚合物。

检测器FID,载气(氮气)流速15mL/min,柱温195℃,汽化室温度300℃。

检测器温度270℃.取针叶木的苯一乙醇抽出物。

与邻苯二甲酸二丁酯的苯一乙醇混合液使树脂溶解。

加酚酞指示剂用四甲基氢氧化铵甲醇溶液滴定到红色进行酯化,再用香兰素乙醇溶液滴定至红色退,得到的溶液作气相色谱分析。

LMA200PM在造纸行业关键控制点的应用

LMA200PM在造纸行业关键控制点的应用

LMA200PM在造纸行业关键控制点的应用Sartorius 超快速微波水分仪LMA200PM可广泛用于纸浆造纸工业的各关键控制点,以提高工艺的过程控制水平从而增加盈利。

该仪器可在生产车间使用,快速分析产品的水分/固含量。

该仪器操作简便,操作人员只需简单培训,非常适合生产线工人使用。

★ 木渣(wood chips)LMA200PM只需要2~3分钟就做一个木渣的水分测定,而TAPPI纸浆与造纸工业技术协会的检测时间需要10个小时。

此处的快速分析可缩短产品送去蒸煮的时间。

★ 醋酸铁液(黑液)(black liquor)传统方法要用1个小时检测可燃黑液的固形物浓度,而采用LMA200PM微波水分测定于只需2分钟。

通过加强回收炉对现有设备的充分利用,以提高能源管理和安全性操作。

★ 污水(wasterwater)LMA200PM只需2分钟就能检测出固含量,说明该仪器能用于该工序的过程控制,减少排水时聚合物的使用,提高固形物的回收率。

★ 涂料称重(Coatings/Coat Weight)烘箱法一般用2个小时分析固含量,而LMA200PM只需2分钟就能出结果。

该仪器能直接放在生产线上进行简便的检测分析,实现泥糊过程中混匀缸和固形物的在线分析。

下列原材料也可用LMA200PM控制质量:涂层/涂胶;二氧化钛;高岭土;防水剂;Fibraban;碱性熟化阳离子树脂;聚醋酸乙烯酯(PVA);乳胶;淀粉。

两分钟固含量分析可以提高过程控制水平并增加盈利:LMA200PM超快速微波水分测定仪:•两分钟内出结果•操作简便样品 LMA200PM检测时间(分钟)烘箱检测时间(分钟)木渣 2 240 黑液 2 120 污泥 2 480 涂层/涂胶 1.5 20淀粉浆 2 120。

DCS在纸浆与造纸行业中的应用案例解析

DCS在纸浆与造纸行业中的应用案例解析

DCS在纸浆与造纸行业中的应用案例解析DCS(分散控制系统)是一种广泛应用于工业控制领域的自动化控制系统。

它通过集成监测、操作和控制功能,实现对生产过程的全面管理与优化。

在纸浆与造纸行业中,DCS的应用不仅提高了生产效率、降低了成本,还改善了产品质量和安全性。

本文将通过解析几个应用案例,深入探讨DCS在纸浆与造纸行业中的重要作用。

第一案例:纸浆生产过程控制在纸浆生产过程中,DCS系统被广泛应用于对各个环节的监测和控制。

以木材为原料的纸浆制备过程,需要控制木片进料、酸碱浸出、机械纤维化等多个环节。

通过DCS系统的集成控制,生产人员可以实时监测木材进料量,调整酸碱液的配比和温度,优化纤维化的过程参数,从而确保纸浆的质量稳定性和输出量的控制。

此外,DCS还能对异常情况进行自动报警,提高了对纸浆生产过程的安全性。

第二案例:造纸机生产线控制在造纸行业,DCS系统在造纸机生产线的控制中发挥了重要作用。

造纸机生产线通常由多个工序组成,如浆料供给、纸浆过滤、纹理控制、压制、烘干等。

通过DCS系统的控制,生产人员可以准确监测各个工序的参数,实时调整流程控制,确保纸张的质量和良品率。

例如,在纹理控制过程中,DCS系统可以通过控制细节调整纸浆湿度、纸浆引流速度和压力,从而实现纸张纹理的均匀和稳定。

此外,DCS还能对机器设备进行监测和故障预警,提高了生产线的运行效率和可靠性。

第三案例:能源管理和节能减排纸浆与造纸行业是能耗较大的行业之一,DCS系统在能源管理和节能减排方面发挥了重要作用。

通过DCS系统的实时数据采集和分析,生产人员可以深入了解能源消耗情况,并制定相应的节能措施。

例如,通过对锅炉和蒸汽系统的控制和优化,可以实现蒸汽的有效利用和能源的节约。

此外,DCS系统还能对废水处理和废气排放进行监测和控制,确保环境保护要求的达标,降低对环境的污染。

综上所述,DCS系统在纸浆与造纸行业中的应用案例多种多样,涵盖了生产过程控制、生产线控制和能源管理等方面。

造纸制浆设备研究报告

造纸制浆设备研究报告

造纸制浆设备研究报告造纸制浆设备研究报告一、引言造纸制浆设备是现代造纸工业中不可或缺的重要设备之一。

随着科技的不断进步和人们对环保的日益重视,制浆设备的研究和开发也越来越受到关注。

本报告将对造纸制浆设备的研究现状、发展趋势以及未来展望进行探讨。

二、研究现状目前,国内外对制浆设备的研究主要集中在以下几个方面:1. 设备的节能降耗随着能源价格的不断上涨,制浆设备的节能降耗成为了研究的重点。

国内外的研究者通过改进设备结构、优化工艺流程等方式,实现了制浆设备的节能降耗。

2. 设备的自动化控制随着计算机技术的发展,制浆设备的自动化控制也得到了很大的提高。

通过引入PLC、DCS等控制系统,实现了设备的自动化控制,提高了生产效率和产品质量。

3. 设备的环保性能随着人们对环保的日益重视,制浆设备的环保性能也成为了研究的热点。

国内外的研究者通过改进设备结构、优化工艺流程等方式,实现了设备的环保性能的提高。

三、发展趋势未来,制浆设备的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 设备的智能化随着人工智能技术的发展,制浆设备的智能化将成为未来的发展趋势。

通过引入人工智能技术,实现设备的自主学习和自主决策,提高设备的生产效率和产品质量。

2. 设备的绿色化随着人们对环保的日益重视,制浆设备的绿色化将成为未来的发展趋势。

通过引入新的环保材料和技术,实现设备的绿色化,减少对环境的污染。

3. 设备的高效化随着市场竞争的加剧,制浆设备的高效化将成为未来的发展趋势。

通过引入新的材料和技术,实现设备的高效化,提高设备的生产效率和产品质量。

四、未来展望未来,制浆设备将朝着智能化、绿色化、高效化的方向发展。

随着科技的不断进步和人们对环保的日益重视,制浆设备的研究和开发也将越来越受到关注。

我们相信,在不久的将来,制浆设备将会更加智能化、绿色化、高效化,为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。

五、结论本报告对造纸制浆设备的研究现状、发展趋势以及未来展望进行了探讨。

ATR_FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用

ATR_FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用
衰减全反射(ATR)作 为 FTIR 的 一 种 重 要 辅 助 技 术,主 要应用于样品 表 面 结 构 的 分 析 和 研 究 过 程。ATR 方 法 最 早 是由 Kretschman 和 Otto 共 同 提 出 的,其 基 本 工 作 原 理 是[4]:红外辐射经过棱镜投射到 样 品 表 面,当 光 线 的 入 射 角 比临界角大时,光线 完 全 被 反 射,产 生 全 反 射 现 象,此 时 棱 镜材料的折射率大于样品的 折 射 率。实 际 上,光 线 并 不 是 在 样品表面被直接反射回来,而是贯穿到样 品 表 面 内 一 定 深 度
傅里叶变换衰减全反射红外 光 谱 (ATR-FTIR)分 析 技 术 是用于研究物质表层成分与结构信息且不受试样本体干扰的 一种表面分析技术。与透 射 红 外 光 谱 一 样,ATR-FTIR 能 够 给出待测物质的化学构造、立 体 结 构、分 子 取 向 和 氢 键 等 信 息,同时由于红外辐射对试样 本 身 无 破 坏 作 用,因 而 属 于 无 损检测的范畴[1]。目前,ATR-FITR 分 析 技 术 作 为 一 种 精 确 度和灵敏度较高的表面分析手段,弥补了 传 统 透 射 红 外 光 谱 破坏样品原有结 构、制 样 效 果 不 佳、制 样 过 程 复 杂 等 不 足, 已成为物质表面性能分析测试的重要手段之一。
1 ATR-FTIR 分析技术概述
FTIR 由于能够提 供 丰 富 的 物 质 结 构 信 息,已 被 广 泛 应 用于除单质和无红外活性物质外的几乎所有物质的定性和定 量 分析中[2]。但由于 FTIR 通常采用 KBr或 NaC1作为窗片, 在分析含水样品时会受到限制,更无法应 用 于 物 质 的 定 量 测 定 [3]。
Area[9]对 桉 木 未 漂 硫 酸 盐 浆 在 洗 浆 过 程 中 加 入 螯 合 掩 蔽 剂 二 乙 烯 三 胺 五 甲 叉 膦 酸 (DTPMPA)降 低 后 期 打 浆 能 耗 ,同 时 提 高纸张光 学 和 强 度 性 能 的 研 究 中,同 样 使 用 了 ATR-FTIR 技术对纸浆的结晶度进行测定。Paquet[10]将 聚 己 内 酯 (PCL) 接枝于针 叶 木 漂 白 硫 酸 盐 浆 以 增 强 纸 浆 的 表 面 结 合 强 度, ATR-FTIR 分析被用 于 表 征 接 枝 前 后 纸 浆 表 面 的 纤 维 结 构 变化以及纤维矩 阵 的 形 成 情 况。张 爱 萍 在 采 用 漆 酶/介 体 系 统改善磨石磨木浆纤维表面性能的 研 究 中,采 用 ATR-FTIR 技术分析改性前后纸浆表面的化学组成 及 官 能 团 变 化,发 现 改性后纸浆白度的下降是由其表面羰基含量的增加所致。

现代仪器分析技术在制浆造纸中的应用

现代仪器分析技术在制浆造纸中的应用

现代仪器分析技术在制浆造纸中的应用袁金霞(造纸试点10-1班,学号201005031174)前言:现代分析技术主要研究各种物质化学组成的定性鉴定和定量测量的方法。

现代分析技术正在不断发展,现代仪器的不断进步及计算机的使用,使得现代分析技术正在逐步发展成现代社会不可缺少的一门信息科学。

现代分析技术在制浆造纸中应用广泛,制浆造纸行业的发展离不开分析技术的支持,它对于实验研究分析非常重要,包括各种抽出物分析,碳水化合物分析,木素分析和制浆造纸沉积物分析等。

近年来现代分析技术在制浆造纸研究中的应用日益广泛,下面主要介绍几种用于制浆造纸研究的现代分析技术:一、红外光谱(IR):红外光谱是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级的跃迁)而产生的,因此又称为振动转动光谱。

红外光谱的应用大体上可分为两个方面:一是分子结构的基础研究,应用红外光谱测定分子的键长、键角来推断研究分子的基本结构;二是化学组成的分析,根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知分子的结构,依照吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。

定性分析红外光谱定性分析可分为功能基定性和结构分析两方面。

功能基定性分析是根据木素的红外光谱特征吸收谱带测定它有哪些功能基,而结构分析通常是红外光谱与其他分析方法(如质谱、核磁共振、X2射线衍射、元素分析等)相结合确定其结构。

用红外光谱作样品分析时基本不需要处理,且不破坏和消耗样品,自身又无环境污染,近年来,红外光谱作为迅速崛起的光谱分析技术在分析测试领域中起到越来越重要的作用。

目前,在造纸行业中,红外光谱主要用于对纤维素、半纤维素、木素作定性分析,着重是结构分析,也用于定量分析。

红外光谱技术可用来研究纤维素的结晶结构,测定纸浆卡帕值,测定细纤维的取向角值,测混合纤维的构成,探测热磨机械浆的光返黄,测纸张的匀度,测量纸页的水份和纸板的重量,检查纸张结构,确定纸页内的水分分布,进行复印纸及其文字墨粉的无损检查,考察壳聚糖的吸附性能等。

制浆造纸中的仪表自动化控制

制浆造纸中的仪表自动化控制

制浆造纸中的仪表自动化控制摘要:传统的造纸技术运用受条件和机械设施的限制,已经不能够适应当下快节奏的社会市场经济的发展需求。

提高造纸技术的创新发展,逐步提升造纸效率和质量需求,成为了加快传统造纸技术升级换代的历史必然趋势。

特别是在制浆过程中的仪表自动化控制,可以在现有的技术设备上提高生产效率和质量。

在保障实时监控的前提下,逐步提高制浆过程中的作业安全系数,促使企业能够正常开展生产运营活动。

为此,应当加强对制浆过程中自动化仪表的运用。

从技术升级、设施改造以及人员技能培养等方面入手,为制浆造纸带来更多的科技动力,为企业未来发展创造更多的经济效益。

关键词:制浆造纸;仪表自动化控制;应用推广当前,伴随着工业信息化时代的到来,以保安全、高效率、高质量为主导的生产经营目标成为未来工业企业发展的主要趋势,同时也成为了传统企业创新发展的行动目标,特别是在造纸企业发展建设中表现尤为突出。

传统的制浆造纸技术受机械设备因素的制约,通常采用的是人工操作的方式,包括生产工艺技术的执行标准以及生产线状态的正常运转需要依靠人为作业来实施,限制了产品的出产效率和质量把控。

同时,由于人为因素造成的作业漏洞容易引发安全隐患。

为此,提高设施的工作效率进行自动化仪表设备的应用,是当前制纸企业建设发展的必经之路。

一、制浆造纸工艺的简要概述制浆造纸作为造纸工艺当中的重要环节,为纸质产品的正常出产提供了基础性的原材料。

它是将含有大量植物纤维的原材料在高温高压的环境下进行盘磨等工艺实施而分离得到纤维纸浆的工艺流程,所采取的制浆工艺主要分为化学方式、机械方式以及二者合二为一的综合方式在内的三大类。

其制作流程主要体现在如下:以综合型制浆方法为例子,通过加入化学原料的方式对已加入的物料原片例如植物本体等进行化学处理,然后再通过机械盘磨的方式分理出纤维物质从而最终形成制浆,除去原料中25%~50%的木素和30%~40%的半纤维素,胞间层物质部分溶出[1]。

表面分析技术在制浆造纸中的应用

表面分析技术在制浆造纸中的应用

表面分析技术在制浆造纸中的应用随着人类文明的发展,纸张已经成为日常生活不可或缺的一部分。

纸的制造技术的发展,也造就了纸的质量的提升,而表面分析技术也在这里发挥着重要作用。

这种技术可以帮助我们深入理解纸张中物质组成细节,从而使我们能够有针对性地改进其质量,同时还可以分析纸张的性质,为纸张的使用提供指导。

首先,表面分析技术在制浆造纸中的应用十分重要。

表面分析技术包括:扫描电镜显微镜(SEM),光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),紫外可见发射光谱(UV-VIS),电化学表面分析(ESCA)等。

它们都可以帮助我们以各种形式获取制浆造纸中物质的结构和性质。

例如,SEM可以用来分析制浆造纸中纤维微观结构,从而帮助我们确定纤维的质量;OM可以用来观察纸张中的润湿性,以及固定纤维的能力;XRD可以让我们深入了解纸的结构,给出完整的元素分布图;UV-VIS 可以用来检测纸张中的着色性等。

其次,表面分析技术也可以用于防腐蚀纸张保护。

有时候,制浆造纸受到污染物的影响会产生腐蚀作用,对纸张的品质造成严重影响。

因此,表面分析技术可以帮助我们分析制浆造纸的表面结构,从而发现和消除污染物的影响。

此外,表面分析技术还可以用于发现纸张中的新型添加剂,并有效地保护制浆造纸的质量。

最后,表面分析技术也可以用于检测纸张的使用功能。

由于各种特殊要求,有时候需要检测纸张的特性,比如纸张的润湿性、粘结力、耐温性以及耐刮性等等。

表面分析技术可以让我们快速检测纸张中的特性,从而能够深入理解纸张的性能,从而有针对性地满足纸张使用特殊性的要求。

综上所述,表面分析技术在制浆造纸中的应用具有重要意义。

它可以帮助我们深入了解纸张的结构和性质,发现并防止纸张中的腐蚀,以及发现和添加新型添加剂,同时还可以帮助我们快速检测纸张的使用功能,从而使纸张的使用更加安全高效。

因此,未来应当继续深入地研究表面分析技术在制浆造纸中的应用,以期更大地提升纸张质量,满足不断发展的社会对纸张的需求。

造纸制浆行业新兴技术

造纸制浆行业新兴技术

造纸制浆行业新兴技术
纸制浆行业是一个发展迅猛的行业,随着技术的进步,新的技术不断涌现,带来新的发展机遇。

本文旨在总结纸制浆行业的新兴技术,并对其发展趋势作出探索。

一、实时识别技术
实时识别技术是一种应用复杂算法的技术,主要用于检测纸张质量中的缺陷,可以检测热孔雀痕、气泡、裂纹和污渍等缺陷,并可以在不同纸浆质量不同的情况下轻松进行分类,大大提高了纸制浆行业的产品质量和效率。

二、“智能光刻”技术
“智能光刻”技术是一种智能化的照相机技术,可以检测拍摄到的纸张中的缺陷,经过智能分析和识别,可以识别出质量缺陷,并进行局部区域或全局调整,以此来提高纸张表面和墨色的一致性。

三、芯片技术
芯片技术是一种先进的技术,可以通过芯片系统监控每一步的生产,对整个生产过程进行实时信息采集,精确控制,可以提高纸张表面的均匀性,从而提高纸张的使用性能和质量。

四、色彩管理技术
色彩管理技术是一种先进的计算机技术,可以进行实时的色彩检测,在纸张的生产过程中,实时对调色板进行调整,以使最终生产的纸张具有一致的色彩,保证纸张的质量。

电容物位仪表在制浆造纸工艺液位测量中的应用与精度提升

电容物位仪表在制浆造纸工艺液位测量中的应用与精度提升

电容物位仪表在制浆造纸工艺液位测量中的应用与精度提升制浆造纸工艺中,准确测量和控制液位是确保工艺稳定运行和产品质量的重要环节。

电容物位仪表作为一种常用的液位测量设备,广泛应用于制浆造纸工艺中。

本文将介绍电容物位仪表的工作原理、应用场景以及如何提升其测量精度。

1. 电容物位仪表的工作原理电容物位仪表利用电容原理进行液位测量。

它由两个电极组成,一个是浸没在液体中的探头电极,另一个是装置壁上的参考电极。

当液位上升或下降时,电容物位仪表会测量到两个电极之间的电容变化,并将其转换为液位信号。

2. 电容物位仪表的应用场景2.1. 黑液池液位测量在制浆过程中,黑液是一种必须准确测量并控制的液体。

电容物位仪表能够在高温、高粘度条件下测量黑液的液位,从而确保黑液池中的液位恒定,并能够及时调整生产参数以保持工艺稳定运行。

2.2. 储料池液位控制在造纸工艺中,储料池是一个重要的工艺环节,也是纸浆供应的关键节点。

电容物位仪表能够准确测量储料池的液位,并通过与液位控制系统的联动,实现自动控制补料和排料,以维持储料池中的纸浆液位稳定。

2.3. 压力筛液位监测压力筛是纸浆工艺中重要的设备,用于将纸浆中的杂质和纤维进行分离。

电容物位仪表可以测量压力筛的液位,及时发现堵塞和故障情况,并通过及时报警,避免进一步损坏设备和停机事故的发生。

3. 电容物位仪表测量精度的提升虽然电容物位仪表在制浆造纸工艺中应用广泛,但其测量精度仍然可以进一步提升。

以下是一些提升电容物位仪表测量精度的方法。

3.1. 定期校准校准是提高电容物位仪表测量精度的重要步骤。

通过与优质标准液校对,及时发现和修正仪表的测量误差。

建议根据使用频率和工艺特点,制定定期校准的计划,并记录校准结果。

3.2. 清洁维护检查电容物位仪表的电极表面容易附着杂质和污垢,影响测量精度。

定期清洁电极表面,保持其光滑和清洁,可以提高仪表的灵敏度和精度。

此外,还需定期检查仪表连接线和接头的状态,确保其良好的电气连接。

近红外法制浆材定量模型的研究

近红外法制浆材定量模型的研究

近红外法制浆材定量模型的研究近红外法是一种非破坏性的分析技术,通过对物质试样的近红外
光谱进行分析,可以得到样品的化学成分和性质等信息。

在木材行业中,近红外法可以应用于制浆材的定量分析。

制浆材是指工业上用于制造纸浆和木质板材等的木材,因此制浆
材定量模型的研究就是指通过近红外法,通过分析木材样品的光谱,
建立定量模型,得到木材中各种化学成分的含量信息。

这些化学成分
包括木质素、纤维素、半纤维素、灰分和水分等。

这些信息对于制浆
工艺的优化和控制非常重要。

制浆材定量模型的建立需要经过一系列的步骤。

首先,需要采集
足够数量的木材样品,并且选择合适的预处理方法。

接下来,需要利
用近红外光谱仪对样品进行测量,并且对光谱数据进行预处理。

通常,预处理的方法包括光谱平滑、波长选择、标准化等。

然后,通过建立
统计模型,将光谱数据和木材中各种化学成分的含量进行关联。

最后,通过不断优化模型,得到与真实含量相近的预测结果。

通过制浆材定量模型,可以提高制浆过程的效率、降低生产成本,并且有利于保护环境和提高产品质量。

因此,制浆材定量模型的研究
对于木材行业来说具有重要的实际意义。

研究打碎及均化机在造纸行业中的应用效果及机制

研究打碎及均化机在造纸行业中的应用效果及机制

研究打碎及均化机在造纸行业中的应用效果及机制打碎及均化机在造纸行业中的应用效果及机制研究概述:打碎及均化机是一种广泛应用于造纸行业的关键设备。

本文将研究该机器在造纸行业中的应用效果及其机制。

通过对打碎及均化机在造纸行业中的应用案例和相关研究文献的分析,探讨该设备对纸浆均化、纤维强度提升、纸质改善等方面的作用,并进一步解析其工作原理。

一、打碎及均化机的应用效果1. 纸浆均化效果:打碎及均化机在造纸行业中主要起到将粗纤维和其他杂质进行打碎、分散和均化的作用。

通过机械力的作用,将纸浆中较大的纤维束或颗粒分解成更小的单一纤维,并将纸浆中的杂质均匀分散,从而提高纸浆的均匀度,进而提高纸张的均匀性和质量。

2. 纤维强度提升效果:打碎及均化机将粗纤维进行打碎分解,将纤维表面的鳞片打开,增加纤维的可塑性,从而使纤维之间更容易形成有效的接触面积,提高纤维间的互锁力和纤维间的接触效果,进一步提升纸张的强度和拉伸性能。

3. 纸质改善效果:打碎及均化机能够控制纸浆中纤维的长度和分布,通过精密设定机器参数和操作控制,可以实现对纸张中纤维长度的调控,从而影响纸张的质地和光泽。

此外,打碎及均化机还可以降低纸浆中的杂质含量,减少纸张的黑点和油墨吸收不均等问题,大大改善纸张的质量。

二、打碎及均化机的工作原理1. 破碎作用:打碎及均化机通过高速旋转的刀片或锤片对纸浆进行打碎和分散。

当纸浆通过打碎及均化机时,刀片或锤片将纸浆中的颗粒撕碎、切割和碾磨,使纸浆中的颗粒分散开来,实现纸浆均匀度的提高。

2. 均化作用:在破碎的同时,打碎及均化机还通过机械搅拌和叶轮的作用将纸浆中的纤维束进行分散和均匀化。

通过旋转的叶轮产生的高速旋涡,将纸浆中的纤维束撕散,并实现纤维的均匀分散,从而达到纤维强度提升和纸质改善的效果。

3. 设备参数控制:打碎及均化机的工作效果与设备的参数设置密切相关。

包括旋转速度、刀片形状、刀片数量和角度、进出口尺寸等。

通过合理调整这些参数,可以实现不同纸浆种类和质量要求下的最佳效果。

ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用

ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用

ATR-FTIR分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用•相关推荐ATR-FTIR 分析技术在制浆造纸工业中的研究与应用摘要:红外光谱技术在制浆造纸工业的原料分析、浆料检验及纸张检测等方面的`应用已取得较大进展,且发挥着重要的作用.但传统的透射红外光谱在分析检测上存在破坏样品结构、制样过程复杂、测定时间较长等缺点,已不能满足现代制浆造纸工业即时检测的需要.为了实现待测样品的在线无损分析,必须有一种快速而非破坏性的红外光谱技术予以辅助.傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析技术作为一项新的无损检测技术,能够迅速、准确地埘制浆造纸各生产工段的产品进行全面无损评价,目前已开始介入制浆造纸领域的相关科学研究中.并较为详细地介绍了现阶段ATR-FTIR 分析技术在制浆造纸工业各生产工段的研究与应用进展. 作者:张勇[1]曹春昱[1]冯文英[1]徐明[1]苏振华[1]刘晓萌[2]吕卫军[1] Author: ZHANG Yong[1] CAO Chun-yu[1] FENG Wen-ying[1] XU Ming[1] SU Zhen-hua[1] LIU Xiao-meng[2] LV Wei-jun[1] 作者单位:制浆造纸国家工程实验室,中国制浆造纸研究院,北京,100020自然资源学院,北卡罗莱纳州立大学,雷利,27695-8005,美国期刊:光谱学与光谱分析ISTICEISCIPKU Journal: SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年,卷(期):2011, 31(3) 分类号: Q433 TS745 关键词:傅里叶变换衰减全反射红外光谱制浆造纸工业研究应用综述机标分类号: TS7 R81 机标关键词:分析技术制浆造纸工业研究与应用 Pulp and Paper Industry Analysis Infrared Spectroscopy Total Reflection Fourier Transform 红外光谱技术衰减全反射红外光谱无损检测技术透射红外光谱傅里叶变换纸张检测原料分析应用进展待测样品无损评价无损分析生产基金项目:国家十一五科技支撑计划重点项目,中国制浆造纸研究院青年预研项目资助。

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现代仪器分析技术在制浆造纸中的应用袁金霞(造纸试点10-1班,学号201005031174)
前言:现代分析技术主要研究各种物质化学组成的定性鉴定和定量测量的方法。

现代分析技术正在不断发展,现代仪器的不断进步及计算机的使用,使得现代分析技术正在逐步发展成现代社会不可缺少的一门信息科学。

现代分析技术在制浆造纸中应用广泛,制浆造纸行业的发展离不开分析技术的支持,它对于实验研究分析非常重要,包括各种抽出物分析,碳水化合物分析,木素分析和制浆造纸沉积物分析等。

近年来现代分析技术在制浆造纸研究中的应用日益广泛,下面主要介绍几种用于制浆造纸研究的现代分析技术:
一、红外光谱(IR):红外光谱是由于分子振动能级的跃迁(同时伴随转动能级的跃迁)而产生的,因此又称为振动转动光谱。

红外光谱的应用大体上可分为两个方面:一是分子结构的基础研究,应用红外光谱测定分子的键长、键角来推断研究分子的基本结构;二是化学组成的分析,根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知分子的结构,依照吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。

定性分析红外光谱定性分析可分为功能基定性和结构分析两方面。

功能基定性分析是根据木素的红外光谱特征吸收谱带测定它有哪些功能基,而结构分析通常是红外光谱与其他分析方法(如质谱、核磁共振、X2射线衍射、元素分析等)相结合确定其结构。

用红外光谱作样品分析时基本不需要处理,且不破坏和消耗样品,自身又无环境污染,近年来,红外光谱作为迅速崛起的光谱分析技术在分析测试领域中起到越来越重要的作用。

目前,在造纸行业中,红外光谱主要用于对纤维素、半纤维素、木素作定性分析,着重是结构分析,也用于定量分析。

红外光谱技术可用来研究纤维素的结晶结构,测定纸浆卡帕值,测定细纤维的取向角值,测混合纤维的构成,探测热磨机械浆的光返黄,测纸张的匀度,测量纸页的水份和纸板的重量,检查纸张结构,确定纸页内的水分分布,进行复印纸及其文字墨粉的无损检查,考察壳聚糖的吸附性能等。

另外,红外光谱技术还可用来测量浆中杂质:用红外光谱
测定硫酸盐浆中的尘埃点,用漫反射光谱线外分析纸浆中的聚合物杂质;估算纸浆中的硬度;在测量涂布的孔隙率和涂布量,测硅酮涂布量;测木材特征等。

进入20世纪90年代,近红外光谱分析技术(NIR)作为一门现代测试技术在制浆造纸行业的应用也很广泛。

用NIR光谱技术可以检测纸页涂料中的水分含量,确定纸浆中针叶木的含量,测量混合木浆的卡伯值,以及测量蒸煮锅放管线中纸浆的卡伯值的对数。

另外,还可以测量纸页的水分和纸板的重量,监测纸页的树脂层,监测纸浆棉短绒混合物的卡伯值,监测薄页纸上的聚酮层含量,检测木纤维中的蜡和苯酚甲醛树脂含量,检测绒毛浆中的吸水剂含量以及检测涂布纸的涂布层。

国外,近红外光谱技术应用得较早且较多的是对纸浆木材的纸浆产量和化学组成等的预测。

例如:木素的红外光谱定性和结构分析一般有如下步骤:试样制备:采用适宜的方法将木素从原料或纸浆试样中分离出来并加以纯化,制备成纯净的木素试样;制样和绘制谱图:木素分离试样用KBr研压制成透明的试片,并使用红外分光光度计得到相应的红外光谱图;谱图的解析:对木素所含基团的确定,通过所得试样谱图与前人证实的特征吸收峰加以对照比较来确定。

红外光谱法进行定性与结构分析时,首先是在基频区(即基团的特征频率区,波数:4000~1350cm-1)搜寻功能基的特征伸缩振动;再根据指纹区(波数:1350~650cm-1)的吸收情况进一步确认该基团的存在及与其它基团的结合方式
二、紫外分析技术(UV):紫外可见分光光度法是仪器分析中应用最为广泛的分析方法之一,其所用的光谱区域为200~780nm,其中可见分光光度法为400~780nm,紫外分光光度法为200~400nm,其具有如下特点:灵敏度高、准确度较高、适用范围广、操作简便和快速等。

紫外分光光度法的基本原理就是光的吸收定律,即在一定条件下,光的吸收与溶液浓度成正比的关系。

由于紫外光谱较简单,特征性不强,在有机化合物的定性鉴定和结构分析中仅作为一种辅助手段被应用。

紫外和可见分光光度法在定量分析领域有着更为重要和广泛的应用。

紫外可见分光光度法在制浆造纸中被广泛应用于分析纸浆中的化学组成、废液中的有机组分以及用来对纸浆中的组分进行定量分析。

另外,紫外吸收光谱是一种鉴定木素的工具(定性和定量测量),同时也广泛使用在木素结构和性质的研究中。

紫外光谱的数据对木素特性的决断力仅限于对不同木素的比较以及鉴定某些
特殊功能基和测定木素被化学处理剧烈时的变化。

例如:木素含量的测定:先用苯醇混合物抽提纤维原料,排除色素等的干扰;称取一定量的苯醇抽提物,用溴乙酰冰乙酸溶液(25%)加热溶解,过量的试剂用氢氧化钠溶液滴定分解;溶解反应过程中产生的溴及溴化物,通过加入盐酸羟胺还原排除干扰。

用冰醋酸稀释溶解的样品到一定体积,用紫外分光光度计(空白溶液参比)在波长280nm处测定溶液吸光度。

根据朗伯比尔定律测出木素含量。

聚戊糖含量的测定将原料试样与12%(w/w)盐酸共沸,使其中的聚戊糖转化为糠醛,再用分光光度法定量测定出蒸馏出来的糠醛含量,然后换算成聚戊糖含量。

另外,利用紫外可见分光光度计的双波长比色法,以戊糖、己糖的等摩尔吸收波长和戊糖的特征吸收波长为基础,可以实现了阔叶木和草类原料半纤维素(聚戊糖含量高于聚己糖)提取液中总糖、戊糖和己糖含量的快速测定与分析。

三、二次离子质谱:二次离子质谱是用Ar,Xe等惰性气体电离产生重离子来轰击样品表面,引起表面原子、分子或原子簇的二次发射,这些粒子通常为中性粒子,其中一部分带正电荷或负电荷,这些就是二次离子质谱所要检测的二次离子,把轰击出的碎片连同轰击时弹射出去的原激发离子一同送入质谱仪,进行质量分离与检测,最后得到质谱。

二次离子质谱的显著特点是能得到表面单层元素组分及表面结构信息,但定量分析性能较差,检测时可能对样品有一定的破坏性。

将飞行时间仪器(TOF)与二次离子质谱相结合的飞行时间-二次离子质谱(TOF-SIMS)已发展为一种成熟且完善的表面分析技术。

Ozaki等人利用TOF-SIMS研究了松香施胶剂在纸页上的分布状况,结果表明,松香分布在纸页表面极薄的一层里。

此外,AFM、XPS、ToF-SIMS常常被结合在一起,用来分析纤维表面以及纸页表面特性。

四、原子力显微镜:原子力显微镜是观察表面形貌的一种新型扫描探针显微镜,它的出现弥补了扫描隧道显微镜不能观测非导电样品的缺陷。

AFM是通过一个微小的探针来摸索微观世界,在立体三维上观察物质的形貌,并能获得探针与样品相互作用的信息,典型AFM的测向分辨率(X,Y方向)可达到2nm,垂直分辨率(Z方向)小于0.1nm。

AFM具有操作容易,样品准备简单,操作环境不受限制,分辨率高等优点[1]。

原子力显微镜有四种基本成像模式,分别是接触式、
非接触式、敲击式和升降式。

目前应用于制浆造纸研究的多为敲击式。

在制浆造纸研究中主要利用AFM进行形貌观察、相图绘制和力学曲线的测定等。

五、X射线光电子能谱(XPS)X射线光电子能谱目前被认为是表面化学分析最有效的方法,它在所有表面分析能谱中获得的化学信息最多,它具有元素定性、定量分析能力,也可以测定元素在化合物中存在的价态,同时还能感受该元素周围其它元素、官能团、原子团对其内壳电子的影响所产生的化学位移。

Ness等人[2]利用XPS研究了过氧化氢漂白对两种TMP浆料的自施胶性能的影响。

结果表明过氧化氢漂白引起了自施胶能力的降低。

刘长恩等人[3]利用XPS对稀土助漂时硫酸盐木浆的表面相特征进行了研究,表明XPS是研究纤维表面相的有力方法。

结论:现代分析技术发展非常迅速,在制浆造纸工业中已经成为一种必不可少的研究分析手段。

应当指出的是,在实验数据分析中,各种分析技术已不是单一技术的使用,而是多项测试手段的综合。

每一项分析技术都有其专长,也有其局限性,因此选择多种方法,以求获得信息的互补是很重要的。

现代分析技术为制浆造纸研究中提供的各种研究方法必将大大的促进了制浆造纸技术的发展。

参考文献:
徐美娟,石淑兰.制浆造纸工业中红外光谱技术的应用[J].黑龙江造纸,2003,(2):7~8
湛凡更,李静.凝胶色谱法测定木素分子量及其分布[J].纤维素科学与技术,1999,9(7):47~53
付时雨,詹怀宇.31P2核磁共振光谱在木素结构分析中的应用[J].中国造纸学报,1999(14):1212125
刘虎威.气相色谱方法及应用.北京:化学工业出版社,2000.10 沈德言.红外光谱法在高分子中的应用.北京化学工业出版社,1982
郭宁,秦紫瑞.原子力显微镜的发展与表面成像技术[J].理化检验-物理分册,1998,34(10):13
郭慧萍.色谱分析技术在造纸工业中的应用[J].上海造纸,2008,39(5):2923
严丽,李新平.气相色谱及其在造纸分析中的应用[J].西南造
纸,2006,35(5):27228。

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