钱新玉,杨硕,王欣,郭玉倩,程芸,侯磊磊,陈铃华,张红杰.溶解浆纤维形态结构对其溶胀-溶解行为及流变性能的影响研究[J].中国造纸,2025,(8):87-94 本文二维码信息
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溶解浆纤维形态结构对其溶胀-溶解行为及流变性能的影响研究
Study on the Effect of Fiber Morphological Structure on the Swelling-dissolution Behavior and Spinnability of Dissolving Pulp
收稿日期：2025-01-20  修订日期：2025-02-26
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.08.011
关键词:  溶解浆  纤维形态结构  溶胀性能  溶解性能  流变性能
Key Words:dissolving pulp  fiber morphological structure  swelling property  dissolution property  rheological properties
基金项目:国家自然科学基金（32171727， 22208247）；天津市自然科学基金（24JCQNJC00330）。
作者单位邮编
钱新玉* 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
天津科技大学轻工科学与工程学院,生物基纤维材料全国重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
杨硕* 天津科技大学轻工科学与工程学院,生物基纤维材料全国重点实验室,纺织行业高性能纤维湿法非织造材料重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457 300457
王欣 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
郭玉倩 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
程芸 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
侯磊磊 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
陈铃华 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
张红杰* 中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102
制浆造纸国家工程实验室,北京,100102 		100102
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摘要:本研究以预水解硫酸盐法针叶木溶解浆为研究对象，采用筛分方式获得了具有不同纤维形态结构的溶解浆纤维组分（S-PHK、SPHK-R30、SPHK-R50）探讨了不同纤维尺寸及孔隙结构特征对Lyocell纤维生产工艺下溶解浆纤维在NMMO/水体系中的溶胀-溶解行为以及纤维素/NMMO溶液流变性能的影响。结果表明，相较于S-PHK-R30，S-PHK-R50的纤维平均长度降低了50.4%，比表面积提升了123.6%，质量分数70% NMMO溶液下溶胀20 min时吸NMMO值增加了约1倍，溶解时间减少了25 min。小的纤维尺寸以及高的比表面积有利于促进NMMO水溶液在溶解浆纤维内部的渗透，从而获得更好的溶胀效果，减少所需的溶解时间。此外，研究发现溶解浆纤维组分之间的纤维形态结构会显著影响纤维素/NMMO溶液的稳态剪切流变性能，而不影响动态流变性能。
Abstract:The fiber (S-PHK，S-PHK-R30，S-PHK-R50) morphological structure of the softwood pre-hydrolysis kraft pulp was regulated by using fiber fractionation. The influence of fiber size and pore structure of dissolving pulp fibers on the swelling-dissolution behavior and rheological properties in cellulose-NMMO-water solutions under the Lyocell process was investigated. The results showed that compared with S-PHK-R30， the average length of S-PHK-R50 decreased by 50.4%， and the specific surface area increased by 123.6%. This resulted in a about 100 percentage points increase in NMMO absorption value and a 25 min reduction in dissolution time when the dissolving pulp was swollen in a mass ratio of 70% NMMO solution for 20 min. The small fiber size and high specific surface area were beneficial for promoting the penetration of aqueous NMMO solution inside the pulp fibers， thereby achieving a better swelling effect and reducing the required dissolution time. In addition， the fiber morphological structure between fiber fractions of dissolving pulp significantly affected the steady-state rheological properties of cellulose-NMMO-water solutions but did not affect the dynamic rheological properties.
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