您现在的位置是:首页 >> 技术专栏 >> 技术文章
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
                           刘慧 (黑龙江伊春153000)
    摘要:造纸技术的发展历史非常悠久,随着各种先进技术的出现,将传统的造纸技术融入现代化技术,促进了造纸技术的革新,提高了造纸的效率和质量。以下主要通过阐述现代分析技术在制浆造纸研究中的应用,分析各种现代化技术手段对制浆造纸的影响,旨在为同行提供参考,促进制浆造纸技术的发展。
    关键词:抽出物分析;表面分析;制浆造纸
    完整的纸浆造纸技术需要进行很多实验和成分分析,确保纸制品的完美促成,这种实验工艺对技术的要求非常高,需要检测很多种数据,这时候,就需要现代分析技术的配合。现代分析技术包含很多方面的分析,比如说对制浆的成分含量分析,对碳水化合物惊醒分析,对提取物进行分析等。以下,主要对制浆造纸的表面分析技术和应用于制浆造纸中的色谱分析技术进行探讨。
    1· 制浆造纸的表面分析技术
    什么是表面分析技术呢?从字面上我们可以很容易理解,表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,在纸浆造纸中应用的比较广泛。
    1.1 扫描电子显微镜和透射电子显微镜。显微镜的出现,增强了对物质表面结构的分析功能,可以清楚的看到人眼所观察不到的事物,对数据的准确性和物质的分析,具有非常重要的作用。显微镜也分为很多不同的种类,根据显微镜的特性和对物质的分析需求,扫描电子显微镜和透射电子显微镜是对纸浆外貌分析的最佳辅助工具。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,扫描电子显微镜的工作原理是利用二次电子和背散射电子的辐射,产生3D 感强烈的图像,可以无视观察物表面的平整程度,而且其设备组装简单,使用难度比较低,但是与透射电子显微镜相比,其分辨率还是比较低,无法清晰的看到物质的原子结构。
    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AFM 的测向分辨率可达到2nm,垂直分辨率小于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。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。主要利用原子力显微镜进行形貌观察和力学曲线的测定。Linda 等人利用AFM 对云杉CTMP浆料纤维表面形貌进行观测,并结合化学分析电子能谱对纤维表面组成进行了测定,提出了CTMP 纤维表面的模型。Ana 等人利用AFM 对针叶木管胞的超微结构进行了研究。利用AFM 还可以对Dcs。在纤维表面的再沉积及涂布纸涂层分布情况进行研究。chi 等人利用AFM 测量了滑石粉与有机油墨粒子又间的相互作用力,结果表明滑石粉与有机油墨粒子之间存在斥力,而且斥力随着pH值的提高而增大;当pH 值为10 时,加入0.5mmol/L 的ca。可以显著地降低这种斥力,因此滑石粉与有机油墨粒子之间在电解质溶液中的互相吸附是可能的。
    1.3 接触角。我们都知道,在一处非常平整的地区,滴一滴血液体,液体所呈现的形状是一个半圆,并不是与水平线平行的平铺状态,这滴液体的内部成分处于一个相对平衡的状态,液体的最外层会与固体、气体相接触,由于液体的外形呈弧度,因此三者之间会形成一个角度,这个角度就是接触角,角度的大小由三者交界处的夹角所决定。根据实验发现,接触角越大,固体的湿润度就越高,润湿时间久越长,润湿是一种新的界面形态,它的出现是在固、气界面消失的情况下产生的。固体表面的铺展能力与润湿程度成正比。当接触角小于90 度时,液体在固体表面扩展,产生润湿现象;当接触角大于90 度时,液体在固体上不会进行扩展,也无法产生润湿;当接触角为0 时,固体被液体完全润湿。目前,我国测量接触角时,常用测角法、测高法、侧重法三种测量方法。
    2· 应用于制浆造纸中的色谱分析技术
    2.1 气相色谱。气相色谱法是一种对不宜分解的物质进行分离与分析的色谱技术。其出现的时间比较晚,是一种新型的分离技术。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,其技术也不断被完善。
    1941 年Martin 等提出了用气体做流动相的色谱,开始了气相色谱。气相色谱法的主要特点是选择性高、分离效率高、灵敏度高、分析速度快。据有关资料统计,在目前己知的化合物中,有20%到25%可用Gc 分析。只要样品在196~450 温度范围内,可以提供26~1330Pa 蒸汽压,都可用气相色谱法进行分析,但是,气相色谱法能直接分析的样品必须是气体或液体,固体样品在分析前应当溶解在适当的溶剂中,而且还要保证样品中不含Gc 不能分析的组分。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。气相色谱法的基本原理有塔板理论和速率理论。
    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、适用范围广和操作简便、快速等。紫外分光光度法的基本原理就是光的吸收定律,在考虑吸收层的厚度和溶液的浓度对单色光吸收率的影响下,说明了光的吸收与溶液浓度成正比的关系。
    紫外光是一种常见的电磁波,其很容易就被人们所发现,因此,紫外光谱的结构比较简单,分析难度比较低,紫外光也没有独特的特性,因此,使用分析仪器时,紫外分析技术一般不作为主要的分析手段,其所分析出来的数据也只是被当做补充性的参考数据。虽然,紫外可见分光光度法在定性鉴定中的作用不是很明显,但是在进行定量分析的时候却起着至关重要的作用。在对纸浆进行数据分析的时候,紫外可见分光光度法可以帮助分析员分析纸浆的化学成分和有机组成成分等。
    综上所述,随着科学技术的不断发展,各种现代技术被广泛的应用到各种生产工业当中,制浆造纸技术也不例外的被融入了很多现代分析技术。现代分析技术在纸浆造纸研究中的应用,应经越来越普遍,分析的技术方式也越来越多,这对我们研究更优质的纸制品有着重要的意义。各种现代分析技术的出现,都有其各自的优势和局限性,因此,对现代分析技术的改良和完善依然是人们研究的重要课题。
参考文献
[1]朱月香,段连运,钱民协.固体表面结构和常用表面分析技术[J].大学化学,2000,15(6):21.
[2]张强基.表面分析技术及其在材料科学中的应用[J].理化检验一物理分册,2000,36(3):99.
[3]李望.表面分析技术讲座(一)[J].电镀与精饰,1994,16(5):43.


关闭窗口


Copyright (C) 2005, cnpaperadd.com. All right reserved E-mail: fsp214@126.com
版权所有:造纸助剂网 技术支持:天择文化
版权说明:本站部分文章来自互联网,如有侵权,请与信息处联系
豫ICP备10204082号-17

豫公网安备 41010502003719号