木質(zhì)素或成為廉價碳纖維主要材料
為解決纖維素提純過程中對環(huán)境帶來的污染問題,北京夢狐宇通纖維研究開發(fā)中心成功研發(fā)出一項零污染、零排放、高利用率的“綠能生物質(zhì)有機組分分離工藝技術(shù)”。 據(jù)了解,這項技術(shù)經(jīng)充分試驗,可以從竹子、木材、果枝、灌木、蘆葦、秸桿等植物中有效地分離提取出纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及各種有機成分,原料利用率極高。該項目延伸技術(shù)涉及到紡織、造紙、能源、化工、建材及航空航天、軍事等幾大領(lǐng)域。該項技術(shù)的問世突破了行業(yè)一直延用的傳統(tǒng)“酸堿法”制漿技術(shù)的瓶頸。首先,從源頭解決了制漿造紙業(yè)“黑液”的排放問題,同時獲得了多種高價值副產(chǎn)品,這項技術(shù)對當前節(jié)能減排、發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟起到了一定的推動作用。 該項新技術(shù)將植物分離成為纖維素、新型半纖維素、新型高純度木質(zhì)素三種成份,其分離步驟先將植物分為綜纖素和木質(zhì)素,綜纖素即紙漿,根據(jù)需要再將綜纖素通過物理法可分為纖維素和半纖維素。 采用此技術(shù)提純的次三種成分具有如下特征:纖維素特征是微細纖維或長纖維狀態(tài),不同的植物及殘余木素顯現(xiàn)淺黃色或白色,由于木質(zhì)素基本脫除屬于高質(zhì)量的纖維素漿,純度>90%,白度60%~85%ISO,與高級化學(xué)漿質(zhì)量相當,遠優(yōu)于其他的半化學(xué)漿和機械漿;新型半纖維素特征是末狀固體,淺黃色或白色,成份主要是多縮戊糖,含量>50%,屬于新型植物產(chǎn)品,具有廣泛用途,目前尚無工業(yè)化分離生產(chǎn)植物半纖維素的工藝技術(shù)和應(yīng)用廠家;新型高純度木質(zhì)素特征是黑色固體,具有熱融性、灰分可小于1%,木質(zhì)素分子量<4000,具有石油類性質(zhì),可生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品,屬新型原材料,市場無同類產(chǎn)品,此木質(zhì)素也是區(qū)別與其他制漿工藝的顯著標志。 據(jù)悉,該技術(shù)基本上可以使植物原始材料得到100%的利用,而傳統(tǒng)化學(xué)方法只以提取植物中的綜纖維素為目標產(chǎn)品,使得植物原始材料利用率約為植物的30%~40%,很多物質(zhì)被浪費,包括大部分的木質(zhì)素,以及少量纖維素和半纖維素均以污染和廢棄物處理。傳統(tǒng)化學(xué)方法提取植物中的綜纖維素可利用機械漿能夠達到90%以上,但是由于大量木質(zhì)素的混入,漿粕質(zhì)量低,難于漂白,產(chǎn)品不能長期保存,應(yīng)用范圍窄,只能做一些低檔次產(chǎn)品,不能實現(xiàn)植物的高使用價值。 這項新技術(shù)將植物中三大成分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素以及微量的成分,全部分離提取成高價值產(chǎn)品,廢料為零,即沒有污染排放的源頭存在,并且采用封閉式生產(chǎn),參與與植物反應(yīng)的原料全部回收循環(huán)利用,從而實現(xiàn)零污染、零排放。相比,傳統(tǒng)的制漿造紙工業(yè)制取的目標是植物成份中的纖維素,所有的木質(zhì)素和部分半纖維素,作為廢棄物和生產(chǎn)負擔,與化學(xué)藥品混合反應(yīng),形成制漿廢水,具有高COD、BOD、SS、AOX負荷,在自然界中難降解,對生態(tài)造成破壞,環(huán)境受到嚴重的污染,成為污染的主要源頭。 在自然界中,木質(zhì)素的儲量僅次于纖維素,而且每年都以500億噸的速度再生。制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出大約1.4億噸纖維素,同時得到5000萬噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品,但迄今為止,超過95%的木質(zhì)素仍以“黑液”的形式直接排入江河或濃縮后燒掉,很少得到有效利用。在該項技術(shù)延伸研發(fā)中,木質(zhì)素可成為不依賴煤炭和石油為原料而獲得的碳纖維材料。該技術(shù)產(chǎn)生的碳纖維可以是熔融紡直徑5至20微米長絲碳纖維、熔噴直徑小于5微米超細碳纖維、靜電紡絲直徑小于100納米的碳纖維,其性能可以達到高強度、高模量、高彈性等要求。 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專稿請注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)" |