[科普中国]-亚硫酸纸桨废液结合剂

亚硫酸纸浆废液结合剂(sulphite wasteliquor binder)是耐火材料结合剂的一种。是用生产纸浆的废液，经发酵处理提取酒精后而得到的。又称亚硫酸盐酵母液结合剂。此废液中含有不同类型的木质素磺酸盐、亚硫酸结构的硫代木质素及其衍生物组成的混合物。亚硫酸纸浆废液之所以具有结合性能主要是靠木质素磺酸盐及其衍生物的作用口用于作耐火材料结合剂的木质素磺酸盆主要有钙盐、钠盐和钙、钠混合盐。

简介亚硫酸纸浆废液结合剂(sulphite wasteliquor binder)是耐火材料结合剂的一种。是用生产纸浆的废液，经发酵处理提取酒精后而得到的。又称亚硫酸盐酵母液结合剂。此废液中含有不同类型的木质素磺酸盐、亚硫酸结构的硫代木质素及其衍生物组成的混合物。亚硫酸纸浆废液之所以具有结合性能主要是靠木质素磺酸盐及其衍生物的作用口用于作耐火材料结合剂的木质素磺酸盆主要有钙盐、钠盐和钙、钠混合盐1。

制备在制备纸浆的工艺过程中，是用硫化钠、硫酸盐或亚硫酸盐作介质，在蒸煮设备中蒸煮含纤维素的造纸原料。蒸煮得到的产物随所用的介质不同而异。用硫化钠、硫酸盐作介质、蒸煮得到的纸浆溶液中，主要是单亚硫酸盐结构的硫代木质素；而用亚硫酸盐蒸煮得到的主要是木质素磺酸盐。但它们都不是单一的化合物，而是同系列化合物的混合物。造纸后残存的废液中就含有上述混合物。用此废液经过生物发酵，并提取酒精后残存母液再经浓缩即成为可直接使用的结合剂。但也有再用石灰乳来中和亚硫酸酵母液，再经过滤、喷雾干燥而制得粉状固态结合剂，又称为木质素磺酸钙或木质素磺酸钠。使用时再加水用蒸汽使其溶解成液态状。还有的增加磺化脱糖处理等工艺，可制得脱糖木质素嗽酸钙或木质素磺酸钠2。

性能液态状亚硫酸纸浆废液结合剂是黑褐色粘液，而固态木质素磺酸盐则呈棕黄色。木质素磺酸盐的化学结构式是相当复杂的。木质素本身就是复杂的天然高分子化合物，属于芳香族结构。木质素单体是一类多种官能团和化学键的单体，故能发生多种类型的化学反应，可以通过共聚、缩聚和其他化学改性方法制取各种改性木质素磺酸盐结合剂。本质素磺酸盐的分子量范围约在4000~150000，分子量的高低对制成的结合剂的粘度和结合强度有一定影响。分子量太低时，粘度也低、结合强度低；分子量太高时。粘度也高，会导致亚硫酸纸浆废液对耐火材料的浸润性下降、结合强度下降。一般认为其聚合物的平均分子量控制在41000-51000之间具有较高的结合强度3。

应用在耐火材料工业中亚硫酸纸浆废液属于暂时性结合剂。在常温下供干后具有较强的结合强度。但加热到300℃以上，木质素磺酸盐会分解和燃烧掉，最后剩下极微量的CaO或Na2O，对制品性能无明显影响，因此它被普遍用作机压成型、捣打成型的烧成砖和不烧砖的结合剂。亚硫酸纸浆废液中含有的木质素磺酸盐也是阴离子表面活性剂，可作耐火材料的减水剂使用。在耐火泥料中加入它可降低泥料颗粒之间的内摩擦力，提高泥料中细粉的分散性，从而提高泥料的可塑性。

耐火材料工业中使用的亚硫酸纸浆废液的密度一般控制在1.1-1.2g/mL之间、加入量为1%-3.5%。制造半干法成型的粘土砖、高铝砖时，可与结合粘土适当配合来提高其可塑性和烘干后结合强度；制造硅砖时可与矿化剂石灰乳配合组成复合结合剂以提高其成型性能；制造镁砖、镁铝砖和镁铬砖时可单独使用；制造含碳耐火材料时也可与酚醛树脂配合使用；制造轻质耐火制品时，可与磷酸铝、硫酸铝等其他耐火材料结合剂配合使用3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学