構(gòu)皮漿弱堿性過氧化氫漂白工藝研究

摘要： 本研究以實(shí)驗(yàn)室自制構(gòu)皮漿為原料，使用Na2CO3-H2O2 工藝進(jìn)行漂白實(shí)驗(yàn)，分別探究了H2O2 用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)構(gòu)皮漿漂白效果的影響。為了提高最優(yōu)工藝參數(shù)的精準(zhǔn)度，對(duì)Na2CO3-H2O2 工藝進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化。結(jié)果表明，在H2O2 用量2. 9%、反應(yīng)時(shí)間87 min、反應(yīng)溫度82 ℃的條件下，構(gòu)皮漿白度達(dá)76. 6%，聚合度從未漂漿的2 704下降至1 886。與現(xiàn)有書畫紙用構(gòu)皮漿的次氯酸鹽工藝及NaOH-H2O2 工藝相比，Na2CO3-H2O2 工藝對(duì)纖維損傷更小，漂白效率更高。以Na2CO3-H2O2工藝制備的構(gòu)皮漿具有白度穩(wěn)定、物理強(qiáng)度高、耐老化性能更好、所抄紙張潤(rùn)墨性能良好等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：構(gòu)皮漿；H2O2漂白；Na2CO3；響應(yīng)面；書畫紙

中圖分類號(hào)：TS745 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10. 11980/j. issn. 0254-508X. 2025. 01. 016

中國(guó)書畫紙歷史悠久，古代傳統(tǒng)書畫紙素有“紙壽千年”之稱，體現(xiàn)著不同地區(qū)獨(dú)特、優(yōu)秀的文化內(nèi)涵[1-2]。自古以來，書畫紙按原料種類大致可分為麻紙、皮紙、藤紙、竹紙4 種[3]。構(gòu)皮紙又稱楮皮紙，屬于皮紙類書畫紙，其纖維細(xì)長(zhǎng)且強(qiáng)度高，是一種良好的書畫紙張。此外，構(gòu)皮紙還具有紙張潔白光滑、質(zhì)地柔軟[4]、物理性能優(yōu)異等特點(diǎn)[5-6]。因此，構(gòu)皮紙?jiān)跁嬔b裱和古籍修復(fù)等領(lǐng)域深受歡迎。然而，古代傳統(tǒng)構(gòu)皮紙制作工藝復(fù)雜，流程涉及百余道工藝，生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)1～2年。在20世紀(jì)化學(xué)法制漿和機(jī)制紙快速發(fā)展的影響下，構(gòu)皮紙的制作工藝流程也發(fā)生了較大改變。傳統(tǒng)的構(gòu)皮漿多采用次氯酸鹽漂白以提高生產(chǎn)效率[7-8]，但由于構(gòu)皮紙生產(chǎn)規(guī)模普遍較小，含氯漂白工藝不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且漂后纖維損傷大，構(gòu)皮漿白度穩(wěn)定性和耐老化性能也較差，較大程度上影響了書畫紙的長(zhǎng)期保存[9-10]。

目前，書畫紙用構(gòu)皮漿仍多采用次氯酸鹽（如Ca（ClO）2、NaClO等） 漂白，與H2O2漂白相比，在未漂漿白度相近的情況下，Ca（ClO）2 漂白構(gòu)皮漿的初始物理強(qiáng)度更低、更容易返黃，對(duì)紙張的潤(rùn)墨性能影響更大[11]。田周玲等[12]對(duì)不同紙張（機(jī)制紙和手工紙） 進(jìn)行了模擬干熱老化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，構(gòu)皮紙的紙張耐久性優(yōu)于竹紙和宣紙。El-sakhawy[13]測(cè)試了楮皮紙（構(gòu)皮紙） 在80 ℃、相對(duì)濕度65% 條件下老化12周后的性能，發(fā)現(xiàn)構(gòu)皮紙具有良好的耐久性，使用較溫和的堿（如草木灰和純堿） 比使用強(qiáng)堿（如燒堿和石灰） 制備的紙張更耐用。劉艷萍[14]對(duì)比了不同漂白工藝對(duì)紙張物理性能、耐老化性能的影響，發(fā)現(xiàn)采用H2O2漂白能使蕘花紙具有更好的白度穩(wěn)定性和耐久性。綜上可知，漂白工藝對(duì)書畫紙的性能影響較大，并且與強(qiáng)堿漂白相比，弱堿漂白可以使紙張具有更好的物理強(qiáng)度。然而，關(guān)于常壓漂白條件和漂白方法對(duì)原料性能影響的研究相對(duì)較少，尤其是以弱堿Na2CO3 代替強(qiáng)堿NaOH 進(jìn)行H2O2漂白，并制備構(gòu)皮紙的應(yīng)用研究仍欠缺。因此，弱堿調(diào)控的漂白工藝研究，對(duì)推動(dòng)傳統(tǒng)制漿造紙技術(shù)在書畫紙方面的進(jìn)一步發(fā)展具有十分重要的意義。

本研究采用弱堿Na2CO3 為堿源進(jìn)行H2O2 漂白實(shí)驗(yàn)，探究了不同工藝條件對(duì)構(gòu)皮漿白度、返黃值、聚合度、卡伯值的影響；在保證紙張強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以白度、聚合度、卡伯值為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，獲得了最優(yōu)的漂白條件。最后，通過將最優(yōu)漂白條件下制得的紙張與傳統(tǒng)工藝（Ca（ClO）2工藝和NaOH-H2O2工藝） 漂白后紙張，在物理強(qiáng)度、耐老化性能和潤(rùn)墨性能進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證Na2CO3-H2O2漂白工藝的優(yōu)點(diǎn)。