在粘膠生產中處理高半纖維素漿粕的方法及其產品的製作方法

2023-06-14 20:27:31

專利名稱：：在粘膠生產中處理高半纖維素漿粕的方法及其產品的製作方法
技術領域：
：本申請涉及在粘膠生產中使用高半纖維素漿粕的方法及由其得到的纖維。發明概述用於人造絲生產的漿粕通常具有88-98%的高《-纖維素含量，a-纖維素代表用17.5%的氫氧化鈉處理漿粕時不溶解的漿粕中的不溶部分。這類漿粕被稱為溶解漿粕。為達到該純度，生產者必須通過例如，在蒸煮牛皮紙(Kraft)漿粕之前進行蒸汽預水解，或者通過漂白程序中的冷鹼(coldcaustic)萃取將大部分量的半纖維素除去，因此大大增加了生產成本。人造絲級漿粕中高百分比的戊聚糖及其它半纖維素是不利的，因為其導致了過濾、紡絲和纖維特性方面的一些問題，同時還因為其顯示了該漿粕的形態結構未充分轉變為獲得預期反應性能的形態結構。簡而言之，粘膠法如下。浸漬或絲光處理需要18%的氫氧化鈉，其通過在帶有多孔鋼板的液壓機中垂直插入的批量纖維素片的片材浸漬(sheetsteeping)的方式完成，或者通過製備在約18%的鹼(caustic)劑中的纖維淤漿的淤漿浸漬(slurrysteeping)的方式完成。前者的操作是分批的，並且通過排乾鹼劑然後向鹼纖維素施壓至固定的壓重比而去除過量的鹼劑。淤漿浸漬的操作是連續的或者分批的，然後通過例如多孔輥壓機或帶壓輥的真空過濾器向淤漿施壓。此時，鹼纖維素含有大約30%的纖維素和15%的氫氧化鈉。然後在冷卻e形葉片切碎機中分批切碎，或者在盤式切碎機中連續切碎，形成鹼纖維素細粒。接著將鹼纖維素細粒以一種受控制的方式，在15-40'C下，根據最終產物用途老化一段固定的時間，使聚合度降低至400-600的範圍。然後在攪乳器或黃酸化機進行黃原酸化反應，由此向容器中通入二氧化硫。在20-35'C下得到約0.4-0.5的黃原酸酯基取代度需要大約3個小時。黃原酸酯細粒然後溶解於鹼劑中，產生含有纖維素黃原酸酯形式的纖維素的粘膠。溶解過程在裝備有槳式攪拌器的容器中進行。再生前將粘膠熟化，過濾並脫氣。將粘膠擠入一個或兩個串聯的含有硫酸及鹽例如硫酸鈉、硫酸氫鈉和亞硫酸氫鈉、硫酸鎂、硫酸銨和硫酸鋅的凝固浴中，使纖維素再生。凝固浴的組分根據預期效果的變化而變化。代表性的凝固浴含有約130g/lH2SO4、280g/lNa2S04、15g/lZnS04和60g/l葡萄糖。如果串聯使用兩個凝固浴，則第二個凝固浴是酸性的以完成再生，而第一個凝固浴可以是酸性的或者主要是鹽浴。凝固浴的溫度保持在約5(TC左右，紡絲速度為約100m/min，浴程(bathtravel)通常為約25cm或者更長。噴絲孔直徑在0.05-0.30mm間變化。每線的絲根數在10-1,000間變動，在粘膠短纖維的情況下達到50,000。將出現的紗線用導絲輪以不同的速度差拉伸，隨後在旋轉巻線筒上巻繞，或者作為離心式絲餅收集在旋轉鬥中，或者送入切割機。然後將巻線筒、離心式絲餅或短纖維洗滌，脫硫，漂白，並進行整理加工。玻璃紙(cellophane)的生產按照與紡織用紗相同的模式進行至凝固階段，僅在鹼處理系統方面有少許改變。粘膠通過狹縫擠入一個凝固浴，或者其中第一個可能僅含鹽的兩個凝固浴中。玻璃紙織物通過其中一個含有甘油或其它塑化劑的整理浴，最後進入乾燥部，然後在印染加工中進一步修飾，例如層壓、印花、與塑料膜、金屬箔、紙或紙板結合。本發明揭示了高半纖維素水平並因此降低了成本的實驗性非溶解級漿粕(以下稱高纖維素水平漿粕)可以用於粘膠法，以達到與溶解槳粕製成的纖維可比較的纖維特性。在本方法中，高半纖維素漿粕在片材浸漬法或淤漿浸漬法中與溶解級漿粕混合。術語半纖維素是指與木材纖維素有關的低分子量糖類聚合物的一種異質群(heterogeneousgroup)。與為線型聚合物的纖維素相比，半纖維素為無定形的支化聚合物。組合形成半纖維素的主要單糖有D-葡萄糖、D-木糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡糖醛酸和D-半乳糖醛酸。本文所用半纖維素是指烘乾漿粕中木聚糖和甘露聚糖的重量百分比。在一個實施方案中，高半纖維素漿粕含有以重量計至少約12%的半纖維素，在另一個實施方案中，高半纖維素漿粕含有以重量計至少約10%的半纖維素。術語高半纖維素是指在漿粕中含有以漿粕烘乾重計至少10%的半纖維素。烘乾重是指漿粕在105'C乾燥至少1小時。在一個實施方案中，高半纖維素漿粕在片材浸漬法中與溶解漿粕混合。這兩種不同的漿粕可以片狀放置在浸壓機的獨立間格中，或者可以放置在分離的浸壓機中。在兩種情況下，浸漬並向片材施壓至固定的壓重比(PWR)後，將漿粕切碎，得到鹼纖維素細粒。來自分離浸壓機的鹼纖維素細粒可以混合，得到混合的鹼纖維素細粒。混合過程可以在切碎鹼纖維素片之後完成，然後老化，或者在將兩種不同漿粕的鹼纖維素老化至指定的纖維素D.P.之後完成。D.P.是指聚合度，它代表纖維素分子中D-葡萄糖單體的數量。在一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的50%的水平，或者更低的水平混合；在另一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的35%的水平，或者更低的水平混合；在另一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級槳粕以佔漿粕總乾重的20%的水平，或者更低的水平混合；在又一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解漿粕以佔漿粕總乾重的10%的水平，或者更低的水平混合。兩種高半纖維素水平漿粕的典型特性列於表1中；表2、2A、3和3A顯示了各種漿粕混合物的漿粕和粘膠加工性能。表1tableseeoriginaldocumentpage6表2用片材浸漬法的漿粕和鹼纖維素特性tableseeoriginaldocumentpage7Beech亞硫酸鹽來0Lenzing公司；PHK來自Buckeye公司*:計算值表2A用片材浸漬法的粘膠和纖維特性complextableseeoriginaldocumentpage8Beech亞硫酸鹽來自Lenzing公司；PHK來自Buckeye公司。球落時間、KW、小時後測定。KR以及粘膠和纖維素計數用未過濾的粘膠在20tableseeoriginaldocumentpage9表3A用片材浸漬法的粘膠和纖維特性tableseeoriginaldocumentpage10由漿粕混合物製成的粘膠製品的纖維特性至少與溶解漿粕製成的粘膠纖維製品的纖維特性相當，見表2A和3A。在一個實施方案中，由含有高半纖維素漿粕的粘膠製成的纖維的抗拉強度至少與製備自溶解級漿粕的纖維的抗拉強度相當。在另一個實施方案中，由含有高半纖維素水平漿粕和溶解級漿粕的混合物的粘膠製成的纖維的抗拉強度至少與單獨用溶解級漿粕製成纖維的抗拉強度相當。僅由命名為EK和EF的高半纖維素漿粕製成的纖維的伸長率和模數至少與溶解級漿粕製成的纖維的伸長率和模數相當。在一個實施方案中，由含有高半纖維素水平漿粕的粘膠製成的纖維的伸長率至少與單獨用溶解級漿粕製成的纖維的伸長率相當。在另一個實施方案中，由含有高半纖維素水平漿粕和溶解級漿粕的粘膠製成的纖維的模數至少與單獨用溶解級漿粕製成纖維的模數相當。粘膠纖維的化學組成見表4。表4粘膠纖維的半纖維素水平complextableseeoriginaldocumentpage11半纖維素總量代表木聚糖和甘露聚糖的和。在另一個實施方案中，漿粕在淤漿法中混合。在這種情況下，高半纖維素水平漿粕和溶解級漿粕可以片狀單獨加至鹼性介質中，然後充分混合，得到均勻的纖維漿粕。此外，每種漿粕還可以片狀加至獨立的浸漬容器中，然後在浸漬容器中分解，浸漬漿粕，除去鹼性介質後壓榨鹼纖維素(AC)，隨後切碎鹼纖維素，將其轉變為鹼纖維素細粒。此時，切碎的鹼纖維素細粒可以切碎後混合併老化，作為均質的鹼纖維素混合物，或者可以分別老化至指定的D.P.後再混合。鹼纖維素和粘膠特性見表5。表5用淤漿浸漬法的鹼纖維素和粘膠特性tableseeoriginaldocumentpage12在淤漿法的一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的50%的水平，或者更低的水平混合；在另一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的35%的水平，或者更低的水平混合；在另一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的20%的水平，或者更低的水平混合在又一個實施方案中，高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕以佔漿粕總乾重的10%的水平，或者更低的水平混合。用於與具有高半纖維素漿粕的非溶解級漿粕混合的溶解漿粕可以是牛皮紙(Kraft)、亞硫酸鹽或棉短絨。牛皮紙和亞硫酸鹽漿粕可以由南方或北方軟木材製成。用於本發明的市場上可買到的槳粕包括下列漿粕Sw為6.01%,S,o為9.94%，半纖維素水平為約2.3%的來自Saiccor公司的亞硫酸鹽漿粕；S,s為7.45。/。，S!o為11.72%，半纖維素水平為3.59%的來自Lenzing公司的Beech亞硫酸鹽漿粕；Sw為5.43%，S,o為8.18%,半纖維素水平為3.19%的來自Buckeye公司的預水解的牛皮紙漿粕；S,s為15.23%,S,o為16.81%,半纖維素水平為約12.5%，命名為EK的由鋸木屑製成的實驗性改性Kmft漿粕；以及Sl8為13.78%，Sw為16.01%,半纖維素水平為約12.5%，命名為EF漿粕的由南方松木屑製成的粘膠用實驗性改性Kraft槳粕。本文定義的S^是100-1118的百分數，1118是指試圖將漿粕溶解在18%的鹼溶液中之後留下的未溶解材料的殘留量，以百分比表示。本文定義的S,o是IOO-R!q的百分數，R,。是指試圖將漿粕溶解在10%的鹼性溶液中之後留下的未溶解材料的殘留量，以百分比表示。通常，在10%的鹼性溶液中，半纖維素和化學降解的短鏈纖維素溶解在溶液中，並在溶液中被去除。相比之下，在18%的鹼性溶液中，通常僅有半纖維素被溶解，並被去除。因此，R,o值與R,s值之差代表了漿粕樣品存在的化學降解的短鏈纖維素的量。R,o值與R^值根據TAPPI235測定。半纖維素百分比根據本申請描述的方法測定，其表示漿粕或纖維中甘露聚糖和木聚糖的百分比之和。命名為EF的高半纖維素改性Kraft漿粕可以在實驗室裡用帶有相連的輔助設備，包括循環泵、蓄能器和直接換熱器等的特製反應容器通過工業用連續延伸的脫木素法製成。反應溫度由間接加熱和蒸煮液的連續循環進行控制。在本方法中，向反應容器裡裝入標準量的等量無水分木材。蒸煮前可以進行任選的常壓預汽蒸步驟。然後將總量的約50%-80%量的蒸煮液與稀釋用水一起加入到蒸煮器中，達到目標蒸煮液木材比。然後使反應器達到浸漬溫度和壓力，並保持目標時間。在浸漬階段後，將總蒸煮液量的約5°/。-15%的另一部分蒸煮液加入到反應容器中。接著使反應器達到蒸煮溫度，並保持目標時間段，以模擬蒸煮的順流(co-current)部分。在蒸煮的順流部分之後，可以將蒸煮液的剩餘部分以固定的速率加入到反應容器中。該速率取決於用於該蒸煮步驟的目標時間段和蒸煮液的比例。在模擬蒸煮的逆流部分期間，可以將反應器控制在目標蒸煮溫度並保持該溫度。然後將蒸煮廢液以同樣的固定速率從反應器中撤出，置於外部收集容器中。蒸煮的最後，使反應容器緩慢減壓，並冷卻至閃點以下。然後打開反應容器，收集蒸煮過的木屑，排乾蒸煮液，洗滌，過篩，並準備檢測。可用於由具有高半纖維素水平、並在本申請中命名為EK漿粕的南方松木屑製造改性Kraft漿粕的代表性條件列於下表6中。表6tableseeoriginaldocumentpage14tableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16漂白工藝採用下列化學添加物水平，將褐色粗漿粕加工經過ODEpD階段氧階段(O階段)以32kg/T的速率加入氫氧化鈉，並以13.6kg/T的速率加入過氧化物。使用12%的鹼強度，反應器的頂盤為約130°C。D階段以10-11.4kg/T的速率加入二氧化氯。旦L腿以約27.3kg/T的速率加入鹼。以等於18.2kg/T的速率加入過氧化氫。D階段以12.3kg/T的速率加入二氧化氯。經這種方式處理的漿粕具有11.92%的半纖維素(木聚糖和甘露聚糖)含量。在另一個實施例中，比重為0.410的低比重木材採用Kraft法製漿粕，然後用不同量的氧漂白和處理，以降低其粘度。用低比重木屑製成的漿粕的成分有7.2%的木聚糖和5.5%的甘露聚糖，總半纖維素水平以半纖維素重量計為12.7%。表7顯示了由蒸煮低比重木材得到的漿粕的典型特性。表7tableseeoriginaldocumentpage17tableseeoriginaldocumentpage18tableseeoriginaldocumentpage19表9顯示了用由非低比重木材製得的常規木屑經3種不同蒸煮過程得到的漿粕的典型特性。用非低比重木屑製成的漿粕的成分有5.7%的木聚糖和5.9%的甘露聚糖。表9complextableseeoriginaldocumentpage20製漿條件的實施例——改性Kraft漿粕，EK褐色鋸木屑粗漿在工業規模的M&D蒸煮器中生產。蒸煮器在約182。C的溫度下運行，在蒸煮器中的平均停留時間為約60分鐘。以白液為蒸煮器中的蒸煮液。該白液具有以Na20計為115.2g/L的滴定鹼總量(TTA)，以Na20計為99.2g/L的活性鹼(AA)，以及以Na20計為81.6g/L的有效鹼(EA)。白液的硫化度為TTA的28°/。。白液的比重為1.15，北方軟木鋸屑未漂白鹼性牛皮紙漿粕(主要的木材種類為花旗松、雲杉和海灘松)在所述條件下生產，其kappa值為21.0(TAPPI標準T236cm-85)，粘度為llOcp(TAPPIT230).(D.P.為1264)，半纖維素含量為14.1%±1.5%。將褐色粗漿加工經過5個階段DQ、EP1、D卜Ep2和D2，並在Do和EP1階段之間加入Papricycle階段進行漂白。Di階段在68。C，使用6.8-9.5kg/ADMT的二氧化氯水平。Panricvcle階段該階段用9.1kg/ADMT在目標pH12.0禾Q74。C的條件下進行。該階段是降低粘度的關鍵階段。過氧化物的加入量為22.7kg/ADMT。在84°C、pH11.2的條件下加入鹼22.7kg/ADMT。Dl腿加入12.5kg/ADMT的C102。加入50kg/ADMT的過氧化物，以及29.5-31.8kg/ADMT的鹼劑。以5kg/ADMT的水平加入二氧化氯。用於片材浸漬的漿粕的製備用命名為EF漿粕，製備自南方松木屑的改性Kraft漿粕，及命名為EK漿粕，製備自北方軟木鋸屑的改性Kraft漿粕，依照下述方法製備按表2、2A、3和3A中所示比例混合的漿板。以烘乾重計，根據表2、2A、3和3A中所示比例將適量溶解漿粕和高半纖維素漿粕以3%的濃度用Lightning混合器分散在水中。所得纖維漿粕通過30.5cmx30.5cm的篩網脫水，脫水墊在TAPPI壓榨機下壓榨兩次，蒸汽乾燥，製成750g/m2、0.55g/cm3的漿板。例如，85%PHK150/0EK是指該漿板中含有佔總烘乾重的85%的PHK漿粕，以及佔總烘乾重的15%的高纖維素非溶解級漿粕。用於淤漿浸漬的槳粕的製備依照下述方法製備溶解漿粕和命名為EF漿粕，製備自南方松木屑的高半纖維素非溶解級漿粕的纖維混合物，及溶解級漿粕和命名為EK漿粕，製備自北方軟木鋸屑的高半纖維素水平漿粕的纖維混合物。以烘乾重計，根據表5中所示比例將適量溶解漿粕和高半纖維素漿粕以3。/。的濃度用Lightning混合器分散在水中。所得纖維淤漿脫水，離心，用針式研磨機(pinmill)使之鬆散，空氣乾燥。所得鬆散漿粕纖維用於淤漿浸漬。片材浸漬用12-14張表2和表3中所示混合漿粕，及18%的鹼，在浸壓機中於環境溫度下浸漬40分鐘。在Blashke壓榨機中，在60秒內於30bar的壓力下壓榨片材至壓重比(PWR)。壓重比(PWR)的定義為鹼纖維素的最終重量除以纖維素的初始烘乾重。烘乾重是樣品在105'C乾燥至少1小時後的重量。切碎/老化用實驗室精碎機將鹼纖維素片切碎，切碎的鹼纖維素細粒在28°C老化至580的目標聚合度(D.P.)(CED，銅乙二胺溶液)，所述聚合度由SCAN-CM-15:88測定。試驗中，在25。C下使用了lmo1/1工業用銅乙二胺(cuene)溶液，在cuene(lmo1/1)/水混合物(50/50)中的濃度為0.2。/。的溶液。聚合度(D.P.)的公式如下D.P.<950:t/=0.42xD.P.和D.P.〉950:rr2.28xD.P"76。鹼纖維素(AC)中的鹼和纖維素按下法測定。將5g鹼纖維素與25ml1NH2S04在容量瓶中混合，15分鐘後用水稀釋。再過5分鐘之後，以甲基橙為指示劑用1NNaOH滴定混合物。根據『計算鹼百分比，其中c是NaOH的濃度，W是樣品重量。通過徹底洗滌AC分析中沉澱在熔結玻璃漏鬥上的纖維素，並將纖wx100維素在105'C千燥來測定AC中的纖維素。根據~~^~計算纖維素百分比，其中w是乾燥樣品的重量，W是AC的重量。黃原酸化/溶解/過濾鹼纖維素(AC)細粒在轉瓶中黃原酸化。向轉瓶中導入AC細粒，將轉瓶抽真空。往轉瓶中導入以千纖維素重量計為28。/。的CS2，使黃原酸化反應在28'C進行1.5h。在2-12'C將黃原酸酯細粒與含有0.1%半纖維素的鹼混合2小時，使纖維素黃原酸酯溶解，製成含有8.5%纖維素、6。/。鹼和28。/。CS2的粘膠溶液。用帶有3種孔徑分別為20、10和5/mi的過濾篩網的SouthwestScreensandFilters(比利時)將該紡絲用粘膠溶液過濾。對於過濾性，使400ml的管中充滿粘膠，用透氣度為15±21/min的濾紙在4cm2的表面積上施加2bar的壓力。試驗中，以g為單位測量前20分鐘濾過的粘膠的量(a)，然後以g為單位測量接下來的20-60分鐘內濾過的粘膠的量(b)。根據這些值，按KW-100000x(2-b/a)/(a+b)計算過濾性。KR是按照以下等式經粘度校正過的過濾性KR=FxKW/"D'4，其中)]是3.18mm的球的球落時間，單位為秒，F是4cm2的濾紙表面積。良好過濾性的範圍是KW和KR為500及更小。粘膠在20-25'C熟化至8°H範圍。H是Hottenroth度數或數量，其代表在標準條件下導致初始凝固所必需向稀釋粘膠中加入的10%氯化銨的毫升數。試驗中，20g粘膠用30ral水稀釋，用10%氯化銨溶液滴定至凝固。完成混合後立即測定粘膠的黃原酸酯基的取代度(D.S.)。球落粘度、過濾值和顆粒計數在老化20小時後測定。球落粘度是2(TC，在直徑20cm的圓筒中，3.18mm的鋼球在粘膠中下落20cm所需要的時間，其單位為秒。顆粒計藪用PAMAS顆粒計數器測定。黃原酸酯基的取代度(D.S.)按下述方法測定。將lg粘膠溶解於100ml冷水中，然後在冷卻下向溶液中通入C02，直至醋酸鉛(2)試紙在C02氣流中檢測不到硫化氫。然後以澱粉為指示劑，用0.02。/。的碘滴定液滴定該溶液。按照(ax32.4)/Wxb計算微克值，其中a是0.02。/。的碘滴定液的體積，b是粘膠中的纖維素，W是樣品重量。粘膠中的鹼和纖維素按照下述方法測定。精密稱取2-3g粘膠，將其溶解於100ml水中。加入20ml0.5NH2SO4，振搖混合物。30分鐘後以甲基紅為指示劑，用0.5NNaOH滴定混合物，按照W計算鹼含量，其中a是消耗的0.5NNaOH的體積，W是粘膠樣品的重量。精密稱取3g粘膠，置玻璃片上，用另一塊玻璃片將粘膠壓成薄膜，以測定粘膠中的纖維素含量。將兩塊玻璃片分開，每塊玻璃片在50°C乾燥15min，然後浸入含有10。/。H2S04的浴液中。接著充分洗滌薄膜，在105'C乾燥，計算粘膠中的纖維素含量。紡絲將粘膠通過70/mi孔徑的40孔噴絲頭紡入48°C，含有80g/l硫酸、240g/硫酸鈉和30g/l硫酸鋅的凝固浴中。使用含有50g/l硫酸和20g/l硫酸鈉的分解浴。單纖維滴度為2.8dtex。在第一個配對輥上於環境溫度下進行洗滌，在第二和第三個配對輥上於6(TC進行洗滌。絲線用StockoMW5866整理。立即在IO(TC至70°C的溫度下乾燥兩個輥。縮水率為1.5°/。，拉伸比為1.2，紡絲速度為40m/min。淤漿浸漬在Saiccor漿粕與EF漿粕混合的情況下，先將每種漿粕各自分散於水中，然後將兩種纖維混合物混合成單一混合物，攪拌，脫水，並製成片材。所得片材經空氣乾燥，然後將固定重量的漿粕導入裝有17.8%氫氧化鈉的淤漿浸漬容器中，攪拌使片材分解，並於45'C浸漬30min。在使用PHK漿粕的情況下，首先將該漿粕切成1.25xl.25cm的方形物，然後在淤漿介質中與片狀EF漿粕一起分解。所得淤漿然後按先前描述的方法加工。在兩種情況下，將所得淤漿排乾，得到鹼纖維素，然後壓榨至壓重比(PWR)為2.95。壓榨後的鹼纖維素接著在高速切碎機中切碎，得到鹼纖維素細粒。鹼纖維素細粒在46.5r下老化，根據TAPPIT25測定粘度。在3TC，用以纖維素乾重計佔28%的二硫化碳進行60min的黃原酸化。所得黃原酸酯細粒溶解於鹼中，製成組成為9.0/5.5/28的粘膠。所得粘膠溶液在18。C熟化，用含有一片平紋棉布、一片Whatman54濾紙和兩片廣東長絨法蘭絨(Cantonflannel)的過濾組合件測定熟化後的粘膠的過濾性。棉布和法蘭絨獲自美國CelaneseCorp.公司。在該方法中，記錄每10分鐘的濾液體積，以時間對時間/體積作圖，得到斜率。糖分析該方法可應用於製備和分析漿粕及木材樣品，以用高效陰離子交換色譜和脈衝安培檢測法(HPAEC/PAD)測定漿粕中下列糖的量巖藻糖、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、葡萄糖、木糖和甘露糖。方法概述槳粕中的糖聚合物用硫酸水解成單糖。將樣品碾碎，稱重，水解，稀釋至終體積200mL,過濾，再次稀釋(1.0mL十8.0mLH20)，準備用HPAEC/PAD進行分析。取樣，樣品處理和保存溼品在25i5'C下空氣乾燥或者烘乾。需要的設備MarketForge高壓滅菌鍋，型號STM-E，序列號C-1808100xlOmLPolyvials，隔墊，帽，Dionex公司目錄號55058Gyrotory水浴振蕩器，型號G76，或某等效設備能稱至士0.01mg的天平，例如MettlerHL52分析天平中型Thomas-Wiley實驗室用研磨機，40目篩網。NAC1506真空烘箱或等效設備GHP濾膜，Gelman型A/E，(4.7cm玻璃纖維濾盤，無有機粘結劑)帶澆注唇的厚壁試管，2.5x20cmComplySteriGage蒸汽化學積分儀(steamchemicalintegrator)GP50Dionex四溶劑入口無金屬梯度泵帶有金工作電極和固態參比電極的DionexED40脈衝安培檢測器Dionex自動進樣器AS50，帶有包括柱子、ED40池和進樣環的熱室(thermalcompartment)DiotiexPClO氣動溶劑添加裝置，帶有IL塑料瓶32LDionex聚乙烯溶劑瓶，帶有溶劑出口及氦氣入口帽CarboPacPAl(DionexP/N035391)離子交換柱，4mmx250mmCarboPacPA1保護柱(DionexP/N043096)，4mmx50mm帶有TypeHA0.45u濾膜的Millipore溶劑過濾裝置，或等效設備需要的試劑提到的所有H20都是經Millipore過濾的H2072%硫酸溶液(H2S04):將183mL水移至2L燒瓶中。將燒瓶置於帶蓋的Rubbermaid浴盆內的冰中，使燒瓶冷卻。在不斷旋轉下向燒瓶中緩慢且小心地倒入470mL96.6。/。的H2SO4。使溶液冷卻。小心轉移至帶有5mL移液器的瓶中。將移液器設置為lmL。JTBaker50%氫氧化鈉溶液，目錄號Baker3727-01,[1310-73-2]Dionex無水醋酸鈉(82.0±0.5g/lLH20)，目錄號59326，[127-09-3]標準品內標巖藻糖用於牛皮紙和溶解漿粕樣品。2-脫氧-D-葡萄糖用於木材漿粕樣品。巖藻糖內標將12.00士0.005g巖藻糖(Sigma目錄號F2252，[2438-80-4])溶於200.0mLH20中，得到濃度為60.00±0.005mg/mL的溶液。該標準品在冰箱中貯藏。2-脫氧-D-葡萄糖內標:將12.00±0.005g2-脫氧-D-葡萄糖(Fluka目錄號32948g[101-77-9])溶於200.0mLH20中，得到濃度為60.00±0.005mg/mL的溶液。該標準品在冰箱中貯藏。Kraft漿粕標準貯備液Kraft漿粕糖標準濃度complextableseeoriginaldocumentpage27Kraft漿粕工作液分別稱取每種糖至4位有效數字，並將其移入同一200raL容量瓶中。加入少量水使糖溶解。加水定容，混勻，將內容物轉移至兩個乾淨的4盎斯琥珀色瓶中。貼標籤並在冰箱中貯藏。按下表製備工作標準品。Kraft漿粕用漿粕糖標準濃度mL/200mLmL/200mLmL/200raLmL/200mLmL/200mLcomplextableseeoriginaldocumentpage8溶解漿粕標準貯備液溶解漿粕糖標準濃度糖_製造商_^_g/100mL葡萄糖Sigma99%6.40木糖Sigma99%0.120甘露糖Sigma99%0.080溶解漿粕工作液分別稱取每種糖至4位有效數字，並將其置於同一200mL容量瓶中。加入少量水使糖溶解。加水定容，混勻，將內容物轉移至兩個乾淨的4盎斯琥珀色瓶中。貼標籤並在冰箱中貯藏。按下表製備工作標準品。tableseeoriginaldocumentpage29木材漿粕標準貯備液木材漿粕糖標準濃度糖製造商純度g/200mL巖藻糖Sigma99%12.00鼠李糖Sigma99%0.0701取lmL巖藻糖溶液至200mL容量瓶中，稀釋至最終體積。最終濃度為0.3mg/mL。木材漿粕工作液用Kraft漿粕貯備液和巖藻糖及鼠李糖貯備液。按下表製備工作標準品。Kraft漿粕用漿粕糖標準濃度2-脫氧-0-mL/200mLmL/200mLmL/200niLmL/200mLmL/200mL葡萄糖0.701.402.102.803.50糖mg/mLug/mLug/mLug/mLug/mLug/mLtableseeoriginaldocumentpage30體樣品製備用篩孔尺寸為40目的Wiley研磨機研磨0.2士05g樣品。取約200mg樣品至40mLTeflon容器中，加蓋。於50'C真空烘箱中乾燥過夜。用Brinkman移液器向試管中加入l.OmL72%H2S04。用玻璃或Teflon攪拌棒的圓頭攪拌並碾1分鐘。開啟Gyrotory水浴振蕩器的熱源。按下列條件設置熱高控制恆溫器7'C過熱保護25°C速度關振蕩器關將試管架置於gyrotory水浴振蕩器中。每個樣品攪拌3次，第一次在20-40min之間，第二次在40-60min之間，第三次在60-80min之間。90min後取出樣品。取l.OOmL內標溶液(巖藻糖)至Kraft樣品中。用鋁箔緊緊包裹樣品和標準品用容量瓶，確保鋁箔在高壓滅菌鍋中時不會脫落。將ComplySteriGage蒸汽化學積分儀置於高壓滅菌鍋的架子上。在14-16psi(95-105kpa)的壓力和大於260T(127°C)的溫度下滅菌60min。從高壓滅菌鍋中取出樣品。冷取樣品。將樣品轉移至200mL容量瓶中。向木材樣品中加入2-脫氧-D-葡萄糖。將容量瓶用水定容至最終體積。對於Kraft及溶解漿粕樣品將一份樣品通過GHP0.45p濾膜過濾至16mL的琥珀色瓶中。對於木材漿粕樣品使微粒沉澱。在儘量不攪動微粒的條件下從溶液上方取出約10mL的樣品，將該份樣品通過GHP0.45pi濾膜過濾至16mL的琥珀色瓶中。把標籤從容量瓶轉至琥珀色瓶。將l.OOmL過濾後的樣品份加至Dionex瓶的8.0mL水中。樣品在DionexAS/500系統中運行。見下文色譜程序。色譜程序溶劑的製備溶劑A是經過蒸餾的去離子水(18兆歐)，在置於氦氣層之前，在攪拌下吹入氦氣至少20分鐘，不管系統是開是關，都保持在氮氣層中。溶劑B是400mMNaOH。向溶劑B的瓶中加入水至刻度，在攪拌下吹入氦氣20分鐘。加入適量的50%NaOH。在50/50(w/w)NaOH的容器中含有(50.0gNaOH/100g溶液)X(lmolNaOH/40.0gNaOH)X(1.53g溶液/lmL溶液)XU000mL溶液/lL溶液)=19.1MNaOH。0,400MNaOHX(lOOOmLH20/19.1MNaOH)=20.8mLNaOH為方便，將20.8mL下捨入19.1MX(20.0mLxmL)-O，MNaOHxmL=956mL溶劑D是200mM醋酸鈉。向Dionex醋酸鈉的容器中加入約450mL18兆歐的去離子水。替換上層，振搖直至內容物完全溶解。將醋酸鈉溶液轉移至1L容量瓶中。用約100mL水衝洗500mL的醋酸鈉容器，將衝洗液轉移至容量瓶中。重複衝洗2次。衝洗之後，將容量瓶用水定容至1L的刻度線。充分混合洗脫液。量取360土10mL至2L刻度量筒中。稀釋至1800士10mL。用帶有0.45pm的TypeHA膜的Millipore過濾裝置將該溶液過濾至2000mL的側支燒瓶(sidearniflask)中。向溶劑D瓶中加入該溶液，在攪拌下吹入氦氣20分鐘。柱後添加的溶劑是300mMNaOH。該溶劑在柱後加入，以使糖能在pH〉12.3的條件下作為陰離子被檢測。取50。/。NaOH15士0.5mL,移至刻度量筒中，用水稀釋至960士10mL。在50/50(w/w)NaOH的容器中含有(50.0gNaOH/100g溶液)XClmolNaOH/40.0gNaOH)X(1.53g溶液/lmL溶液)X(1000mL溶液/lL溶液)=19.1MNaOH。0.300MNaOHX(1000mLH20/19.1MNaOH)=15.7mLNaOH將15.7mL下捨入19.1MX(15.0mL/xmL)=0.300MNaOH-(將956mL捨入至960mL。由於0.300M範圍內NaOH的pH值是穩定的，因此不必要精確的956mL水。)建立AS50時間表。所有樣品的進樣量均為5uL，進樣類型為"滿(Full)"，切割體積(cutvolume)為10uL，注射速度為3，所有樣品和標準品的樣品類型為"樣品(Sample)"。重量和內標值均設置為等於1。在運行開始，按下列順序運行5個標準品。標準品Al日期標準品Bl日期標準品CI日期標準品Dl日期標準品El日期在最後一個樣品運行完後，再次運行中間水平的標準品，作為連續校準驗證。在標準運行開始和末尾之間的任何樣品點運行對照樣品。運行樣品。計算計算漿粕中糖的重量百分比+，^(糖面積)X(巖藻糖Mg/mL)標準化的糖面積=-山一i-巖藻糖面積((標準化的糖面積H截距))13校正的糖含量0^/11^)=-單糖重量％=斜率IS-校正的糖含量Gug/mL)樣品重量(mg)阿拉伯糖的例子0.15/ig/mL阿拉伯糖單糖重量％-X20X20=0.043%70.71mg阿拉伯糖聚合物重量％=(樣品單糖重量％)X(0.88)阿拉伯聚糖的例子糖聚合物重量％=(0.043重量％)乂(0.88)=0.038重量注意木糖和阿拉伯糖的量以88%校正，巖藻糖、半乳糖、鼠李糖、葡萄糖和甘露糖以90%校正。實驗結果以糖佔烘乾重的百分比的形式報告。已經描述了本發明的多種實施方案。技術人員將能夠在不超出本文公開的寬泛的概念的條件下替代以等價物。因此本公開內容僅受到權利要求書中所包含的定義的限制。權利要求1.粘膠產品，包括以重量計至少3.8％的半纖維素；以及纖維素，其中用於製造該產品的非溶解級漿粕具有至少700的D.P.、以重量計至少10％的半纖維素水平、以重量計至少13％的S18及以重量計至少15％的S10。2.權利要求l的粘膠產品，其中抗拉強度為至少20cN/tex。3.權利要求l的粘膠產品，其中伸長率為至少12%。4.權利要求l的粘膠產品，其中模數為至少IOOO。5.權利要求l的粘膠產品，其中的產品是薄膜或纖維中的一種。全文摘要將高半纖維素水平漿粕與溶解級漿粕混合，轉化為粘膠。混合過程可以在浸漬期間或者浸漬之後進行。將包括上述混合物的粘膠紡成細絲，得到強度特性至少與單獨用溶解級漿粕製成的纖維相當的纖維。文檔編號C08J5/18GK101096431SQ20071012736公開日2008年1月2日申請日期2007年7月2日優先權日2006年6月30日發明者約翰·A·韋斯特蘭,羅孟奎申請人:韋爾豪澤公司