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  • CN11-1967/TS
  • ISSN 0254-508X
  • Distributed abroad by:China Publication Corporation for Foreign Trade
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China Pulp & Paper （Monthly） China Pulp & Paper is a monthly publication and published jointly by China Technical Association of Paper Industry (CTAPI) and China National Pulp and Paper Research Institute Co. Ltd.(CNPPRI).As one of the most impor...more

China Pulp & Paper Vol.43 No.8,2024

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    • MXene/CNF复合气凝胶的制备及其湿敏性能研究
      SHEN Xiangling,CHEN Guangjie,GUO Daliang,LI Jing,TONG Xin
      本研究将新型二维过渡金属碳氮材料（MXene）与纤维素纳米纤维（CNF）复合，通过液氮定向和非定向预冷冻方法，冷冻干燥后制备4种不同MXene/CNF复合气凝胶，探究加入不同类型CNF、MXene和采用不同液氮预冷冻方法对复合气凝胶形貌结构的影响。结果表明，定向单层MXene/TOCNF复合气凝胶形貌最为优异；对其制备的湿度传感器在相对湿度11%~97%的条件下进行了湿敏测试，发现在MXene质量分数10%、相对湿度97%的条件下，传感器响应值增大了3倍，说明传感器对于高湿度更为敏感，且该传感器在14天内基本稳定。
      2024,43(8):1-11    [摘要](263)    [PDF](225)
    • 细菌纤维素对脆化纸张加固处理研究
      ZHANG Ming,TIAN Zhouling,YI Xiaohui,XIE Jincheng
      本研究探讨了细菌纤维素对脆化纸张的加固效果。以细菌纤维素为加固材料、二甲基亚砜（DMSO）为溶剂的有机体系作为加固溶液，能够有效提高纸张的机械性能，当细菌纤维素用量为10%（相对于纸张绝干质量）时，与空白宣纸相比，纸张抗张指数为54.7 N·m/g，提高了50%；耐折度为1.57，提高了76%，且对厚度、紧度、白度和色差值等性能影响小，不透明度提高到95%，毛细吸液高度下降到2 mm。经过干热老化7天后，加固处理的纸张抗张指数为46.0 N·m/g、耐折度为1.38，其机械性能始终高于空白宣纸。加固处理纸张具有较好的耐久性，不发生褶皱变形，干燥过程简单。
      2024,43(8):12-18    [摘要](174)    [PDF](156)
    • 水热/热解转化木质纤维素为超级电容器多孔炭电极材料的研究进展
      JIANG Zhengwei,PENG Jian,LI Yihan,XIE Caifeng,CHEN Xinrui,PANG Jingdong,SONG Xueping,TANG Liangdong
      近年来，木质纤维素高值转化利用受到广泛关注。通过水热和热解将木质纤维素转化为多孔炭，并用于超级电容器，是实现木质纤维素高值化利用的一条重要途径。本文重点介绍了水热炭和生物炭在制备、形成机理、理化性质等方面的研究进展；关注了操作参数对水热炭和生物炭理化性质的影响；重点探讨了水热炭和生物炭功能化制备多孔炭的方式，包括孔结构优化和表面特性优化的方式。
      2024,43(8):19-28    [摘要](171)    [PDF](149)
    • 木质纤维素预处理方法的研究进展
      ZHAO Shuo,LI Ying,WANG Zhen,CHEN Li
      木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素，同时也含有少量的果胶、树脂、蛋白质和其他可提取物质以及无机灰分。高效利用木质纤维素制备高附加值化合物，对缓解未来能源紧缺的问题有着重要意义。但纤维素、半纤维素和木质素之间复杂的交织结构，导致可利用组分无法高效转化。因此，木质纤维素的预处理技术作为生产高附加值产物的上游工艺亟待获得重视与应用，以“疏松”或“打破”木质纤维素的晶体结构，增加各组分可及度和反应位点，提高反应效率。本文详细阐述了国内外物理法、化学法、生物法及联合处理法等木质纤维素预处理方法的研究进展，总结了各类预处理方法的优缺点，展望了木质纤维素预处理的未来发展前景，为木质纤维素预处理技术提供新思路。
      2024,43(8):29-38    [摘要](204)    [PDF](233)
    • 姜黄素修饰CNC传感器与水凝胶制备及其检测和去除Pb2+的研究
      LIU Yanhua,XU Baosong,YANG Jiachuan,SONG Zehua
      本研究利用EDC/NHS耦合法将姜黄素（Cur）接枝于羧基化纤维素纳米晶体（CCNC），制备纳米纤维素接枝姜黄素（CCNC-Cur）传感器和CCNC-Cur复合海藻酸钠（CCNC-Cur-SA）水凝胶吸附剂，用于检测和去除Pb2+。结果表明，CCNC-Cur传感器可特异性吸附Pb2+，利用Image J软件对传感器的颜色深度进行数字化处理后，得到Pb2+的检出限为6.25 mg/L；在静态吸附实验的优化条件下（吸附时间105 min、pH值=5、吸附剂用量0.08 g），CCNC-Cur-SA水凝胶对Pb2+的吸附量达98.3 mg/g。
      2024,43(8):39-45    [摘要](182)    [PDF](117)
    • 几种麻类纤维形态结构特征的研究
      LI Yage,XIAO Yuying,QIN Xiao,LI Jie,LI Hailong
      本研究以菠萝麻、大麻、黄麻、剑麻4种麻类纤维为研究对象，对其基本形态、解剖结构、表面形貌、细胞壁结构、微纤丝角、微晶结构特征进行了研究。结果表明，4种麻类纤维均具有较高的长径比，不同麻纤维形态差异较大；在4种麻纤维的解剖结构中，大麻韧皮纤维群呈团簇分布，黄麻韧皮纤维群沿径向行规律分布，菠萝麻和剑麻的叶片纤维均存在于维管束外围；4种麻纤维表面均较粗糙，初生壁微纤丝排布无规则，其中大麻纤维表面褶皱最为密集；4种麻纤维均有明显的多壁层结构，其中剑麻纤维细胞壁壁层结构最为紧密；大麻、黄麻韧皮麻类纤维微纤丝角较小，分别为6.61°、7.67°，菠萝麻、剑麻叶片麻类纤维的微纤丝角分别为16.29°、20.84°；菠萝麻与大麻纤维的结晶度均在80%以上，黄麻和剑麻的微粒尺寸较小，均小于3 nm。
      2024,43(8):46-56    [摘要](194)    [PDF](191)
    • 有机酸改性聚乙烯醇涂布对纸张阻隔性能影响
      SHAO Yingjie,CHEN Yangfan,MEI Yixing,SHAO Xuejun,WANG Dongxing,WANG Gaosheng
      为了提高聚乙烯醇（PVA）涂布纸张的阻隔性能，采用琥珀酸（SA）、柠檬酸（CA）或二者协同策略对PVA化学改性，探究了有机酸改性PVA涂布对纸张防水、防油和水蒸气阻隔性能的影响。结果表明，有机酸改性PVA的溶胀度明显下降，其中SA与CA协同改性PVA（PVA-SC）的溶胀度下降最大，为未改性PVA的14%；当涂布量为5.0 g/m2时，相较于未改性PVA，PVA-SC涂布纸Cobb60值下降约50%，水蒸气透过率下降90%；有机酸改性PVA和未改性PVA均具有优异的防油性能。在改性或未改性PVA涂布液中添加AKD乳液，涂布后纸张表面自由能大幅下降，接触角增大，疏水性增强。
      2024,43(8):57-63    [摘要](164)    [PDF](135)
    • 合成碳酸钙分散稳定性调控及其对纸质文献脱酸效果研究
      ZHAO He,HE Bei,CAO Xian,LIU Chuanfu,FAN Huiming,TANG Donglin,ZHAO Lihong,REN Junli
      本研究提出了以甲基纤维素为分散助剂，对合成碳酸钙分散体系的粒径和分散稳定性进行调控的研究策略；并将合成碳酸钙分散体系应用于酸化纸质文献脱酸处理，并进行耐老化性能评估。研究发现，黏度为1 500 mPa·s的甲基纤维素与氢氧化钙以质量比1∶4在二氧化碳氛围中合成的碳酸钙分散体系具有最佳分散稳定性，碳酸钙的平均粒径为108 nm，静置5天仍保持稳定分散。碳酸钙分散体系处理后的旧书纸张的冷抽提pH值从4.7提升到7.7，碱储量为1.95%碳酸钙当量；经过湿热加速老化14天后，脱酸旧书纸张的冷抽提pH值仍保持7.5，碱储量为1.70%碳酸钙当量；脱酸处理后的旧书纸张机械性能明显高于未处理组，色差<1，对字迹油墨无影响，表明该体系对纸质文献具有优异的脱酸性能，并可赋予其耐老化性能。
      2024,43(8):64-73    [摘要](162)    [PDF](133)
    • 碳纳米管纸基复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究
      HE Yixiao,LIU Sicheng,MAI Qianru,WANG Yi,LONG Jin,HU Jian
      本研究以间位芳纶纤维、浆粕为基体，单壁碳纳米管（SWNT）和多壁碳纳米管（MWNT）为填料，采用造纸湿法成形技术，制备了间位芳纶/单壁碳纳米管纸基复合材料（SP）和间位芳纶/多壁碳纳米管纸基复合材料（MP）。探讨了碳纳米管含量和种类对碳纳米管纸基复合材料导电性能、介电性能、电磁屏蔽效能的影响，并分析了碳纳米管纸基复合材料与电磁波的相互作用。结果表明，SP的表面电导率和体积电导率的逾渗阈值均为0.16%，MP的表面和体积电导率的逾渗阈值分别为0.37%和0.93%。碳纳米管含量相同时，SP比MP具有更高的电导率、介电常数实部、介电损耗和电磁波吸收率，其中SP在8~12 GHz的频率下（厚度0.15 mm）具有27 dB的电磁屏蔽效能。
      2024,43(8):74-80    [摘要](155)    [PDF](145)
    • 芳纶纸力学性能调控及应用研究进展
      WANG Shunke,LI Jinpeng,LI Yongfeng,CHANG Xiaobin,LIU Jinke,WANG Bin,WANG Tiejun,CHEN Kefu
      芳纶纸是一种具有优异耐热性、耐腐蚀性和耐磨性的新型高性能纸基材料，被广泛应用于航空航天、国防、信息技术、能源和环保等重要领域。本文综述了近年来芳纶纸的改性方法及芳纶纸力学性能调控技术，分析了不同改性方法对芳纶纸力学性能的影响规律，总结了芳纶纸的增强增韧机制，旨在为芳纶纸力学性能优化研究提供参考。同时进一步介绍了芳纶纸的应用研究进展，并对芳纶纸未来发展趋势及面临的挑战进行了展望。
      2024,43(8):81-93    [摘要](257)    [PDF](177)
    • 纳米纤维素改性酚醛树脂对碳纸电化学性能的影响研究
      WEN Bin,FEI Zhengjiahao,HUANG Yike,GUO Daliang,LI Rongnian,WANG Hong,SHA Lizheng,ZHAO Huifang,LI Jing
      本研究探究了以纳米纤维素为酚醛树脂改性剂和成孔剂制备的质子交换膜燃料电池（PEMFCs）用碳纸性能，分析了纳米纤维素添加量对碳纸电阻率、透气性及机械强度等指标的影响，并测试了改性碳纸制备的电池性能。结果表明，与未改性碳纸相比，纳米纤维素添加量为0.20 g的改性碳纸电阻率降低了26.35%，其制备的PEMFCs功率密度峰值提高了81.56%，为325 mW/cm2，纳米纤维素改性酚醛树脂明显实现了碳纸与燃料电池性能的整体提升。
      2024,43(8):94-99    [摘要](175)    [PDF](123)
    • 玻纤滤纸性能和结构对航煤水聚结分离性能影响研究
      CHEN Keting,SONG Qiang,XU Guilong,TANG Min,LIANG Yun
      本研究通过造纸湿法成形技术制备玻纤滤纸，并采用浸渍增强树脂的方式调控其表面润湿性能，以应用于航空煤油（航煤）中污染水的聚结分离。通过分析玻纤滤纸的表面润湿特性、厚度及孔径等结构参数，探究了其对航煤/水分离性能的影响，并对比了玻纤滤纸与玻纤毡材料复合前后的油水分离性能。结果表明，当增强树脂涂膜水接触角为44°，厚度为0.53 mm，孔径在3.0 μm左右时，单层结构玻纤滤纸具有优良的水聚结分离性能；而孔径分别为3.0和5.0 μm左右的双层结构有利于进一步提升玻纤滤纸的油水分离性能。此外，本研究制备的玻纤滤纸与玻纤毡材料复合的方式能够有效提高航煤中水的聚结分离性能，过滤航煤后下游游离水含量可低至41.0 mg/L。
      2024,43(8):100-105    [摘要](158)    [PDF](128)
    • 石墨烯/纳米纤维素复合导电纸的制备及电容性能研究
      ZHANG Changjun,GAO Jian,LI Guanhui,YANG Hui
      本研究选用球形碳（GS）作为插层剂，还原氧化石墨烯（rGO）作为导电基质，纤维素纳米纤丝（CNF）作为绿色柔性基底，制备了具有三明治结构的石墨烯/纳米纤维素复合导电纸（rGO/GS/CNF），并探讨了GS和CNF的加入对rGO/GS/CNF的影响。结果表明，与纯石墨烯导电纸相比，CNF和GS的存在改变了复合纸的微观结构，使rGO/GS/CNF具有更好的力学强度（53.7 MPa）；GS的嵌入增加了rGO的片层距离，有效改善了rGO/GS/CNF的倍率性能和电容性能。在0.5 mA/cm2的电流密度下，rGO/GS/CNF电极的面积比电容为227.8 mF/cm2，经过1 000次充放电循环测试后，电容保留率为82.1%，且具有较大的能量密度（62.0 μWh/cm2）和功率密度（2 080 μW/cm2），在柔性超级电容器领域具有良好的应用潜力。
      2024,43(8):106-113    [摘要](173)    [PDF](126)
    • 稠浆法工艺对烟草薄片浆料性能的影响研究
      WANG Yanqing,WANG Runan,CHANG Ling,LI Jin,LI Huayu,LI Xiaoyu,ZU Mengmeng,YAN Ying
      利用Turbiscan Lab多重光散射仪，研究了稠浆法烟草薄片浆料制备工艺，如浆料配制温度、加水量、针叶木浆用量、胶黏剂种类和用量等因素，对浆料稳定性、均匀性和沉淀层厚度的影响。结果表明，浆料配制温度应低于60 ℃，加入4.05倍水（相对于烟粉绝干质量）的浆液稳定性、均匀性最好。针叶木浆用量3%（相对于烟粉绝干质量）的浆料均匀性最好，沉淀层厚度小；针叶木浆用量5%（相对于烟粉绝干质量）的浆料稳定性最好。适宜的胶黏剂为3%羧甲基纤维素钠（相对于烟粉绝干质量）。
      2024,43(8):114-119    [摘要](173)    [PDF](126)
    • 中国造纸行业出口贸易的影响因素及潜力研究
      ZHAO Qingsong,GUO Yikang
      本课题通过分析中国造纸行业贸易现状及特点，基于2011—2022年中国与30个贸易伙伴国的面板数据，构建拓展的贸易引力模型，研究中国造纸行业出口贸易的影响因素和潜力。结果表明，中国对纸浆的进口依存度较高，近年来，在各类纸产品进口量下降的情况下，中国造纸行业的出口规模却呈上升趋势。经济规模、森林资源差异、运输成本、本币兑美元汇率、清关效率、签署自贸协定、运输效率及文化因素，均对中国造纸行业出口贸易具有显著影响；在中游和下游纸制品上，中国与主要国家分别属于贸易“潜力开拓型”和“潜力巨大型”。为此，中国应提高造纸产品质量和附加值，降低对纸浆等上游产品的进口依存度，加快推进与主要国家签署自贸协定。
      2024,43(8):120-128    [摘要](168)    [PDF](274)
    • 叉车式AGV智能化转运系统在定制化平板纸生产线的应用研究
      MA Zhengguang,LIU Zehua,HOU Chun,XIAO Yongfei,QIN Chengrong
      针对传统平板纸生产线线间转运自动化技术需求，利用多传感器融合技术，设计了龙门货叉平板纸垛姿态调整系统；结合多机器人调度技术，基于OpenTCS架构，开发了叉车式AGV转运系统，实现了多叉车式AGV的协同调度；将所设计系统及方法以一条传统定制化平板纸生产线为案例进行了测试，并分析了系统运行情况。测试结果表明，所设计叉车式AGV智能化转运系统可有效提升定制化平板纸生产线线间转运效率和智能化水平。
      2024,43(8):129-136    [摘要](151)    [PDF](129)
    • 基于响应面法的涂布机烘箱风嘴结构优化研究
      SUN Yuxiang,HOU Heping,KUANG Yan,LIU Shanhui,LEI Xiaoming
      为提升涂布机烘箱的干燥特性，本研究针对风嘴结构及其附近区域展开研究，分析风嘴多结构参数对内部流场特性的交互影响。借助有限元分析和响应面法，建立烘箱风嘴多结构参数交互影响下的流场特性数学回归模型，基于此进行风嘴结构的优化设计，并将优化结果与仿真值进行误差比较，验证所构建回归模型的准确性。结果表明，构建的含有多结构参数的风嘴流场特性回归模型拟合度较好，基材温度、基材表面风速、基材压力3组响应值的预测值和仿真实验值误差均小于3%，能够较好描述风嘴局部流场特性变化规律。
      2024,43(8):137-146    [摘要](150)    [PDF](140)
    • 基于Modbus通信的磁悬浮风机联控系统的设计与实现
      YANG Bo,LU Qi,LIU Haoyue,LI Zherui,ZENG Lei
      随着环保政策的日趋严格，各发电企业不断推进烟气脱硫项目的技术升级，更高效、节能的磁悬浮鼓风机正逐步取代传统的罗茨鼓风机。本课题以山西某发电厂磁悬浮风机项目为例，介绍了基于PLC、HMI、TCMS和有人云的主从线程关系，利用Modbus通信对3台变风量的磁悬浮风机进行联控。通过远程监控、远程数据下载、远程操控的一体化平台，实现设备智能运维，降低了人工干预对设备运行的影响。经过 168 h的试验验证，磁悬浮风机系统耗电量与传统鼓风机耗电量相比，可节约能耗14.5%。
      2024,43(8):147-153    [摘要](163)    [PDF](115)
    • 基于深度学习的纸病检测系统设计与研究
      GU Wenjun,TAN Yongtao,LI Qiang,LIU Yaobin,ZHOU Yi,WANG Pingjun,SUN Xia,LU Wenrong,WU Yuhao,WU Muyuan
      本课题设计了基于深度学习的纸病检测系统，用于提高造纸生产过程中的质量控制水平。该系统采用了“CCD+FPGA+工业控制计算机+训练计算机”的架构模式，实现了对纸张图像数据的实时采集、纸病的实时判断和纸病类型的实时识别。综合考虑分类准确率与推理速度，选择MobileNet模型算法，其分类准确率达99.5%，每秒可推理约103.1张分辨率为224×224的图像，满足现场纸病图像分类识别的实时要求。
      2024,43(8):154-159    [摘要](156)    [PDF](128)
    • 压力筛流体激振故障诊断案例分析
      LI Zhiwen
      压力筛是制浆造纸工艺流程中的重要设备，负责对上网浆进行筛选，以保证设备不会因纸浆中的异物受到损坏。本文对压力筛工作原理及典型故障进行了简要说明，并重点对压力筛流体激振故障进行了分析论述。详细说明了如何通过现场情况、数据分析等信息，诊断压力筛流体激振故障，并通过现场实际诊断案例说明该故障诊断的具体应用。
      2024,43(8):160-164    [摘要](149)    [PDF](122)
    • 生石灰粒径对碱回收绿液消苛化反应的影响及工程实践
      ZOU Yuntong,CHENG Xin,CHEN Yuangong,CHEN Qinghan,SHI Leilong,MIAO Qingxian
      本研究探索了生石灰粒径对碱回收过程绿液消化反应和苛化反应的影响，并在实际生产过程中进行实践。结果表明，粒径较小的生石灰能够促进绿液的消化反应和苛化反应。随着生石灰粒径的减小，绿液消化过程温度增幅由15.0 ℃增加到19.0 ℃，升温时间由240 s减少到190 s，消化渣有效CaO含量由17.8%降低到7.2%。苛化后白液中活性碱含量由128.0 g/L提高到131.5 g/L，苛化度由76.5%提高到78.8%。但较小粒径的生石灰苛化后产生的白泥粒径也较小，不利于白液的澄清，因此应合理控制生石灰粒径。在实际生产实践中，利用粉状生石灰替换块状生石灰，可简化生石灰系统，使白液中活性碱含量和苛化度分别提高了2.0 g/L和2.5个百分点，生石灰系统运行费用降低4 980元/天。
      2024,43(8):165-169    [摘要](162)    [PDF](125)
    • 洗涤效果对桉木化学浆氧脱反应影响的研究
      LU Qinghui,CAO Yanjun,DAI Zhongying,LI Zhi,YANG Yanyu
      本研究以氧脱前广西桉木硫酸盐化学浆为原料，对不同洗涤情况的未漂浆进行氧脱反应，探讨了不同的洗涤效果对于氧脱浆白度、脱木质素率、降黏率、纸张强度等方面的影响。结果表明，洗涤效果对氧脱浆的黏度影响较大，洗涤更充分的氧脱浆抄造纸张强度，尤其是耐折度有较大提高。
      2024,43(8):170-174    [摘要](158)    [PDF](130)
    • 六西格玛工具在生产白面牛卡纸时干强剂用量优化中的应用
      YANG Xue,JIA Wenling,WANG Chao,SHAO Guangyun,XIE Jing,WANG Yi
      本课题以降低增强辅料的用量为研究目标，对生产白面牛卡纸时降低干强剂用量和改善制浆造纸过程的方法进行了探讨。运用六西格玛工具对影响干强剂用量的相关因子进行分析验证，针对关键因子进行DOE实验设计，优化工艺参数；经优化后，干强剂用量降低7 kg/t纸，成本降低19元/t纸，实现生产线年成本降低100万元的目标。
      2024,43(8):175-180    [摘要](167)    [PDF](139)
    • 卷烟纸膜转移施胶工艺的应用实践
      TAN Yongtao,HUANG Min,YAO Wen,LIU Yaobin,WANG Pingjun,GU Wenjun,ZHANG Haiyang
      本文介绍了膜转移施胶机的设备结构、工作原理及在卷烟纸助燃剂施胶过程的应用和工艺控制。结果表明，“SC”膜转移施胶机在某卷烟纸生产过程中，横向全幅36个测量点的标准偏差均在0.15%以内。
      2024,43(8):181-184    [摘要](160)    [PDF](122)
    • IC厌氧反应器处理OCC废水运行效率研究
      LI Xionglin,WEI Qingwei
      某OCC制浆造纸企业新建了一座容积2 900 m3的IC厌氧反应器，并引入来自同类废水的厌氧颗粒污泥。启动21天后，IC厌氧反应器运行效果达到设计负荷，OCC制浆造纸废水处理量为15 000 m3/d，CODCr处理量为50 000 kg/d，CODCr去除率72%~86%，出水挥发性脂肪酸稳定保持在30~110 mg/L，IC厌氧反应器在较短时间内完成效率提升。
      2024,43(8):185-192    [摘要](219)    [PDF](146)

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