木質(zhì)素或成為廉價(jià)碳纖維主要材料

為解決纖維素提純過(guò)程中對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題，北京夢(mèng)狐宇通纖維研究開(kāi)發(fā)中心成功研發(fā)出一項(xiàng)零污染、零排放、高利用率的“綠能生物質(zhì)有機(jī)組分分離工藝技術(shù)”。
　　
　　據(jù)了解，這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)充分試驗(yàn)，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(jī)成分，原料利用率極高。該項(xiàng)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(xiàng)技術(shù)的問(wèn)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(wèn)題，同時(shí)獲得了多種高價(jià)值副產(chǎn)品，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)當(dāng)前節(jié)能減排、發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到了一定的推動(dòng)作用。
　　
　　該項(xiàng)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(guò)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(xì)纖維或長(zhǎng)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(jí)化學(xué)漿質(zhì)量相當(dāng),遠(yuǎn)優(yōu)于其他的半化學(xué)漿和機(jī)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(wú)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(lèi)性質(zhì)，可生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品，屬新型原材料，市場(chǎng)無(wú)同類(lèi)產(chǎn)品，此木質(zhì)素也是區(qū)別與其他制漿工藝的顯著標(biāo)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(biāo)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(fèi)，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(jī)械漿能夠達(dá)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(zhǎng)期保存，應(yīng)用范圍窄，只能做一些低檔次產(chǎn)品，不能實(shí)現(xiàn)植物的高使用價(jià)值。
　　
　　這項(xiàng)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(jià)值產(chǎn)品，廢料為零，即沒(méi)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(shí)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(biāo)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(fù)擔(dān)，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(fù)荷，在自然界中難降解，對(duì)生態(tài)造成破壞，環(huán)境受到嚴(yán)重的污染，成為污染的主要源頭。
　　
　　在自然界中，木質(zhì)素的儲(chǔ)量?jī)H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(shí)得到5000萬(wàn)噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品，但迄今為止，超過(guò)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(xiàng)技術(shù)延伸研發(fā)中，木質(zhì)素可成為不依賴(lài)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(zhǎng)絲碳纖維、熔噴直徑小于5微米超細(xì)碳纖維、靜電紡絲直徑小于100納米的碳纖維，其性能可以達(dá)到高強(qiáng)度、高模量、高彈性等要求。