1. 研究目的与意义
1、研究目的
随着环保意识的增强，发展溶解浆制粘胶纤维成为替代石油制纤维和棉花纤维的必然趋势。我国是纺织大国，对溶解浆的需求逐年增加。杂交鹅掌楸，其具杂交优势，抗逆性与生长特性均明显优于鹅掌楸，生长速度快，综纤维素含量高，纤维长宽比大，以其为原材料生产溶解浆，具有很好的开发价值。
预水解硫酸盐法制备溶解浆时，预水解的主要作用是：（1）降低原料中半纤维素含量，改变其结构，提高浆料中α-纤维素含量；（2）提高浆料的反应性能，在酸性条件下，破坏纤维的初生壁，并使初生壁在制浆过程中脱落下来，富含纤维素的次生壁暴露出来，从而提高浆料的反应能力；（3）控制浆料的聚合度。
2. 国内外研究现状分析
由于棉花价格的快速上涨带动粘胶短纤维的需求猛增，其售价一路攀升，在一定程度上促进了粘胶短纤维市场的旺盛发展，同国外粘胶纤维生产相比，我国粘胶纤维用浆粕的发展明显滞后，进口依存度居高不下，成为制约我国粘胶纤维发展的一大瓶颈。北美和巴西溶解浆，凭借低廉的木片原料优势和稳定的质量，低价冲击中国市场，目前我国溶解浆厂普遍亏损。生产溶解浆的纤维原料国内外有很大差别。国内主要使用桉木、马尾松及竹子，并以桉木为主，而北美使用的主要是针叶木，南美和南非使用的是桉木。国内溶解浆的生产成本、质量，与国外均存在一定差距。国外溶解浆厂靠近木材产地，所用木材成本低，溶解浆的质量也较好，例如， 巴西赛得利公司溶解浆生产成本仅为6200元/吨，而使用桉木的国内溶解浆厂木纤维主要依赖进口，原料运输半径大、价格高，生产成本普遍在7000～8000元/吨以上。虽然竹溶解浆生产厂离原料产地近，但由于种种原因，生产成本依旧居高不下。当国际溶解浆价格由2011年初的16900元/吨的高位回落到2012年末的6500元/吨时，2012年我国溶解浆厂即出现大面积亏损。
由于溶解浆的价格暴涨，出于预期高利润的驱动和浆纸市场不景气的压力，国内甚至全球都出现了溶解浆项目建设热潮，包括造纸浆线改造生产溶解浆、原有溶解浆线扩建和新建等。目前，溶解浆产能排在我国前三位的企业为岳阳林纸、太阳纸业和青山纸业，其产能之和约占国内总产能的51%。2008年以前，我国溶解浆产量较低，生产方法多使用亚硫酸盐法蒸煮工艺，生产原料为针叶木或阔叶木与针叶木的混合物。近几年，溶解浆生产采用硫酸盐法蒸煮工艺，以阔叶木和竹子为原料生产溶解浆发展很快。已逐步取代亚硫酸盐法工艺。硫酸盐法蒸煮所用设备大多使用进口设备，生产产量和质量大幅度提高。
溶解浆的预处理过程主要是为了使半纤维素发生水解并溶出，降低原料中半纤维素的含量，提高浆粕的反应能力。而纤维素则是以晶体束形态存在于原料内，水解过程中不容易发生降解。采用制浆预处理可以提高纸浆得率、节约药品消耗、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度、降低能耗以及降低对设备的要求等优点得到了造纸界普遍重视，并且预处理阶段已成为制浆过程中的主要环节之一。制浆预处理已成为现代制浆发展的一个方向。目前预水解的方法主要有酸预水解、饱和蒸汽预水解和热水预水解。其中热水预水解法效果显著且经济适用，在国内外制浆厂多采用热水预水解法。国外有用生物酶预处理，但仍在研究阶段，并未得到大规模应用。
3. 研究的基本内容与计划
1、研究内容
对原料进行主要成分（纤维素、半纤维素、木素）和次要成分（灰分、有机溶剂抽出物、果胶等）的分析。
以杂交鹅掌楸为原料进行预水解工艺优化，通过温度、酸浓、保温时间等因素，探讨半纤维素的水解程度，制定最优水解工艺参数。
4. 研究创新点
杂交鹅掌楸是由南京林业大学自主创制的新品种，其具杂交优势，抗逆性与生长特性均明显优于鹅掌楸，生长速度快，综纤维素含量高，纤维长宽比大，本实验首次采用杂交鹅掌楸为原料，用于制备溶解浆的研究。
本实验对杂交鹅掌楸进行预处理，通过温度、酸浓、保温时间等因素，探讨木片在经过预处理后半纤维素的水解程度，从而了解预处理是否对溶解浆的生产起到积极作用，反复进行试验，探索更多创新的条件。
