摘 要：本发明提供一种红麻全秆APMP浆及其制备方法，具体步骤包括：S1、将风干的红麻全秆切成条状，洗涤去杂，得到物料a；S2、将物料a进行预汽蒸处理，挤压疏解汽蒸后的物料，得到物料b；S3、将物料b加入预浸渍液中浸渍，形成浆料，浆料离心脱水至浓度为20?30wt％，得到浆料a；S4、将浆料a进行磨浆，形成高浓磨浆料，高浓磨浆料加入调节液a中进行漂白，离心脱水至浓度为20-30wt％，得到浆料b；S5、将浆料b加入调节液b中进行二段漂白，离心脱水至浓度为20?30wt％，形成浆料c，稀释浆料c，进行磨浆，结束后洗净筛选，得到红麻全秆APMP浆。本发明的红麻全秆APMP浆具有较好的浆料特性，打破了传统APMP制浆对木材的依赖，缓解国内制浆木材资源匮乏现状。
技术要点
1.一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
S1、原料准备：将风干的红麻全秆切成条状，洗涤去杂，得到物料a；
S2、预汽蒸与螺旋挤压疏解机挤压：将物料a进行预汽蒸处理，挤压疏解汽蒸后的物料，得到物料b；
S3、预浸渍：将物料b加入预浸渍液中超声处理，形成浆料，洗涤浆料，离心脱水至浓度为20?30wt％，得到浆料a；
S4、一段高浓磨浆与漂白：将浆料a进行磨浆，形成高浓磨浆料，高浓磨浆料加入调节液a中进行漂白，离心脱水至浓度为20?30wt％，得到浆料b；
S5、二段漂白与低浓磨浆：将浆料b加入调节液b中进行二段漂白，离心脱水至浓度为20?30wt％，形成浆料c，稀释浆料c，进行磨浆，结束后洗净筛选，得到目标红麻全秆APMP浆。
2.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述风干的红麻全秆的含水量为8％?15％；所述条状的规格为长度3?6cm，宽度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm。
3.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述预汽蒸处理是在90?100℃下处理40?60min。
4.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述预浸渍液的浓度为10?15wt％，预浸渍液由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，10?20kg/adt的H2O2，10?15kg/adt离子液体组成；所述超声处理是在20?40kHz，90?100℃下处理40?60min。
5.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述磨浆的盘间距为0.8?1.0mm，浓度为20?30wt％。
6.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述调节液a的浓度为10?15wt％，调节液a由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，30?60kg/adt的H2O2组成；所述漂白是在90?100℃下漂白40?60min。
7.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述调节液b的浓度为10?15wt％，调节液b由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，60?100kg/adt的H2O2组成。
8.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述二段漂白是在90?100℃下漂白40?60min；所述稀释浆料c至15?20wt％。
9.如权利要求1所述的一种红麻全秆APMP浆的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述磨浆的盘间距为0.6?0.8mm。
10.一种红麻全秆APMP浆，由权利要求1?9任一项所述的制备方法制得。。
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种红麻全秆APMP浆及其制备方法。
背景技术
APMP制浆工艺即为碱性过氧化氢机械浆，可以同时完成制浆和漂白过程，其主要的制浆机理是NaOH和H2O2共同作用，其中NaOH作为碱性溶剂，有助于破坏植物纤维的木质素?纤维素键，促进纤维的松散；而H2O2则作为漂白剂，能够在去除木质素的同时，提高浆料的白度，因此制备的浆料性能具有高得率、高白度和高强度，且生产过程废水污染治理相对容易等优点。
随着国家对森林资源保护不断加强和人们环保意识不断提高，针对目前国内APMP制浆企业大多数以木材为原料的现状，寻找新的APMP制浆原料，改善目前木材资源匮乏的处境，已成为制浆造纸行业的重要任务。
红麻作为一种年生纤维作物，其生长周期较短，适应性强，能在贫瘠、盐碱及干旱的土壤环境中良好生长，具有较高的生物产量。此外，红麻对土壤要求较低，可在较小的土地面积上进行大规模种植，种植过程中的水资源消耗和土地占用也相对较小。因此，红麻不仅可以有效替代部分木材原料，且其生物降解性较强，对环境的负担相对较低。与木材相比，红麻的纤维素含量较高，且具有较好的机械强度和拉伸性能，非常适合用于制浆，尤其在APMP制浆工艺中，能够提供较为稳定和高效的纤维分离效果。相比其他传统的木材原料，红麻的制浆过程较为简便，且具有较高的经济效益和环保优势，能够满足现代制浆造纸行业日益严格的环保要求。
然而，当前制浆工艺的实际生产中，浆料质量和性能仍然存在问题，尤其是在抗张指数和内聚力强度等方面，浆料的性能常常参差不齐。红麻的纤维较为脆弱，其木质素含量较高，且纤维长短不一，这些因素都会对浆料的机械强度、纤维分散度以及最终的纸张性能产生影响。因此，如何改善红麻APMP浆的抗张强度和内聚力强度，提升浆料的一致性和可控性，仍然是当前APMP制浆工艺亟待解决的技术难题。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种红麻全秆APMP浆及其制备方法，来解决上述技术问题，制备的浆料具有优异的抗张指数和内聚力强度，本发明不仅能够减缓木材资源的压力，还能够促进资源的多元化利用，具有较高的经济效益和环保优势，具有实际意义。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种红麻全秆APMP浆的制备方法，具体步骤包括：
S1、原料准备：将风干的红麻全秆切成条状，洗涤去杂，得到物料a；
S2、预汽蒸与螺旋挤压疏解机挤压：将物料a进行预汽蒸处理，挤压疏解汽蒸后的物料，得到物料b；
S3、预浸渍：将物料b加入预浸渍液中超声处理，形成浆料，洗涤浆料，离心脱水至浓度为20?30wt％，得到浆料a；
S4、一段高浓磨浆与漂白：将浆料a进行磨浆，形成高浓磨浆料，高浓磨浆料加入调节液a中进行漂白，离心脱水至浓度为20?30wt％，得到浆料b；
S5、二段漂白与低浓磨浆：将浆料b加入调节液b中进行二段漂白，离心脱水至浓度为20?30wt％，形成浆料c，稀释浆料c，进行磨浆，结束后洗净筛选，得到目标红麻全秆APMP浆。
进一步的，步骤S1中，所述风干的红麻全秆的含水量为8％?15％；所述条状的规格为长度3?6cm，宽度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm。
进一步的，步骤S2中，所述预汽蒸处理是在90?100℃下处理40?60min。
进一步的，步骤S3中，所述预浸渍液的浓度为10?15wt％，预浸渍液由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，10?20kg/adt的H2O2组成，10?15kg/adt离子液体组成；所述超声处理是在20?40kHz，90?100℃下处理40?60min。
进一步的，步骤S4中，所述磨浆的盘间距为0.8?1.0mm，浓度为20?30wt％。
进一步的，步骤S4中，所述调节液a的浓度为10?15wt％，调节液a由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，30?60kg/adt的H2O2组成；所述漂白是在90?100℃下漂白40?60min。
进一步的，步骤S5中，所述调节液b的浓度为10?15wt％，调节液b由1.0?3.0kg/adt的DTPA，1.0?3.0kg/adt的MgSO4，10?30kg/adt的NaOH，60?100kg/adt的H2O2组成。
进一步的，步骤S5中，所述二段漂白是在90?100℃下漂白40?60min；所述稀释浆料c至15?20wt％。
进一步的，步骤S5中，所述磨浆的盘间距为0.6?0.8mm。
一种红麻全秆APMP浆，由上述所述的制备方法制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的红麻全秆APMP制浆工艺，以红麻全秆为原料，打破了传统APMP制浆对木材的依赖，缓解国内制浆木材资源匮乏现状。
2.本发明的特定组成的预浸渍液有效去除红麻全秆的木质素，明显改善浆料的质量，其中预浸渍液中的离子液体温和地软化红麻全秆，有利于提高纤维的分散度，减少聚集，促进后续磨浆的效率，降低对磨浆设备的磨损，提高制浆效率。
3.本发明的一段高浓磨浆与漂白将制浆和漂白合二为一，制浆的同时完成漂白过程，操作简单能耗低，不仅有效提高浆料的纤维分散度，还能优化浆料的漂白效果；后续二段漂白与低浓磨浆确保浆料的白度，在不损伤纤维的前提下，使浆料分散得更加均匀。
4.经实施例验证，本发明的红麻全秆APMP制浆工艺操作简单且能耗低，得到的浆料与木材制备的APMP浆相比，在抗张指数和内聚力强度指标具有明显优势，具有较好的浆料特性。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明的离子液体为咪唑烷基为基础的离子液体。
实施例1
本实施例的红麻全秆APMP浆的制备方法，具体步骤包括：
S1、原料准备：将含水量为8％?15％的风干的红麻全秆切成条状，具体规格为长度3?6cm，宽度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗涤，去除砂石等杂质，得到物料a；
S2、预汽蒸与螺旋挤压疏解机挤压：将物料a在95℃下进行预汽蒸处理50min，预汽蒸处理后的物料通过MSD进行挤压疏解，得到物料b；
S3、预浸渍：将物料b加入浓度12wt％的预浸渍液中，预浸渍液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，20kg/adt的H2O2，12kg/adt离子液体组成，在30kHz，96℃下超声处理45min，形成浆料，洗涤浆料，离心脱水至浓度为25wt％，得到浆料a；
S4、一段高浓磨浆与漂白：采用盘磨机对浆料a进行磨浆，盘间距设置为0.9mm，磨浆浓度控制在23wt％，形成高浓磨浆料后加入浓度12wt％的调节液a，调节液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，50kg/adt的H2O2组成，在96℃下漂白50min，离心脱水至浆料浓度为20wt％，得到浆料b；
S5、二段漂白与低浓磨浆：将浆料b加入浓度12wt％的调节液b，调节液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，70kg/adt的H2O2组成，在96℃下进行二段漂白45min，结束后离心脱水至浆料浓度为20wt％，形成浆料c，稀释浆料c至15wt％，然后进行磨浆，盘间距为0.7mm，结束后洗净筛选，得到红麻全秆APMP浆。
实施例2
本实施例的红麻全秆APMP浆的制备方法，具体步骤包括：
S1、原料准备：将含水量为8％?15％的风干的红麻全秆切成条状，具体规格为长度3?6cm，宽度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗涤，去除砂石等杂质，得到物料a；
S2、预汽蒸与螺旋挤压疏解机挤压：将物料a在100℃下进行预汽蒸处理40min，预汽蒸处理后的物料通过MSD进行挤压疏解，得到物料b；
S3、预浸渍：将物料b加入浓度15wt％的预浸渍液中，预浸渍液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，15kg/adt的H2O2，10kg/adt离子液体组成，在20kHz，98℃下超声处理40min，形成浆料，洗涤浆料，离心脱水至浓度为25wt％，得到浆料a；
S4、一段高浓磨浆与漂白：采用盘磨机对浆料a进行磨浆，盘间距设置为1.0mm，磨浆浓度控制在25wt％，形成高浓磨浆料后加入浓度15wt％的调节液a，调节液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，45kg/adt的H2O2组成，在98℃下漂白40min，离心脱水至浆料浓度为25wt％，得到浆料b；
S5、二段漂白与低浓磨浆：将浆料b加入浓度15wt％的调节液b，调节液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，80kg/adt的H2O2组成，在98℃下进行二段漂白40min，结束后离心脱水至浆料浓度为25wt％，形成浆料c，稀释浆料c至17wt％，然后进行磨浆，盘间距为0.8mm，结束后洗净筛选，得到红麻全秆APMP浆。
实施例3
本实施例的红麻全秆APMP浆的制备方法，具体步骤包括：
S1、原料准备：将含水量为8％?15％的风干的红麻全秆切成条状，具体规格为长度3?6cm，宽度0.3?0.8cm，厚度0.3?0.8cm，用水洗涤，去除砂石等杂质，得到物料a；
S2、预汽蒸与螺旋挤压疏解机挤压：将物料a在90℃下进行预汽蒸处理60min，预汽蒸处理后的物料通过MSD进行挤压疏解，得到物料b；
S3、预浸渍：将物料b加入浓度10wt％的预浸渍液中，预浸渍液由1.5kg/adt的DTPA，1.5kg/adt的MgSO4，10kg/adt的NaOH，10kg/adt的H2O2，15kg/adt离子液体组成，在40kHz，90℃下超声处理60min，形成浆料，洗涤浆料，离心脱水至浓度为25wt％，得到浆料a；
S4、一段高浓磨浆与漂白：采用盘磨机对浆料a进行磨浆，盘间距设置为0.8mm，磨浆浓度控制在30wt％，形成高浓磨浆料后加入浓度10wt％的调节液a，调节液a由2.0kg/adt的DTPA，2.0kg/adt的MgSO4，15kg/adt的NaOH，30kg/adt的H2O2组成，在90℃下漂白60min，离心脱水至浆料浓度为30wt％，得到浆料b；
S5、二段漂白与低浓磨浆：将浆料b加入浓度10wt％的调节液b，调节液b由3.0kg/adt的DTPA，3.0kg/adt的MgSO4，20kg/adt的NaOH，60kg/adt的H2O2组成，在90℃下进行二段漂白60min，结束后离心脱水至浆料浓度为30wt％，形成浆料c，稀释浆料c至20wt％，然后进行磨浆，盘间距为0.6mm，结束后洗净筛选，得到红麻全秆APMP浆。
对比例1
与实施例1不同之处在于：使用桉木木材作为原材料，采用本发明的APMP制浆工艺，其他与实施例1一致。
对比例2
与实施例1不同之处在于：使用相思木材作为原材料，采用本发明的APMP制浆工艺，其他与实施例1一致。
对比例3
采用专利“CN1234936C”中的方法进行制浆。
对比例4
采用专利“CN1350091A”中的方法进行制浆。
对比例5
与实施例1不同之处在于：预浸渍液中缺少离子液体，其他与实施例1一致。
试验例
将实施例1?3和对比例1?4制备的浆料进行质量特性，指标及其结果如表1所示。
表1
从表1看出，本发明的实施例1?3的红麻全秆APMP制浆工艺制备的浆料具有较好的浆料特性，其中抗张指数和内聚力强度显著优于现有传统对比例1?2的木材原料，表明APMP制浆的原料使用红麻全秆优于木材；同时优于对比例3和4的制浆工艺得到的浆料，对比例3的制浆工艺为化学热磨机械浆，而本发明使用的APMP制浆工艺，其中预汽蒸和化学浸渍都是在常压下进行，制浆和漂白合二为一，制浆的同时完成漂白过程，操作简单且能耗低，得到的浆料具有较好的浆料特性，通过对比例4的制备步骤得到的APMP浆料质量特性相对于本发明强度明显偏度。对比例5预浸渍液中缺少离子液体，其得到的浆料性能也下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
文章摘自国家发明专利，一种红麻全秆APMP浆及其制备方法，发明人：杨泽广，郭彩虹，李树木，申请号：202411683331.X，申请日：2024.11.22
