废纸绿色循环回用过程中纤维超分子结构变化机理研究

废纸纤维品质的衰变是影响废纸循环利用的主要原因，之前集中在从保水值、强度等宏观指标来研究废纸纤维品质的衰变，不能从理论上深入解释废纸纤维的衰变机理。废纸纤维在回用过程中其超分子结构的变化同废纸纤维的衰变有着重要的依存关系。本课题首先通过分析纤维素不同晶型结构模型中氢键模式的差异、不可逆氢键形成的相对含量等氢键网络的变化情况，在此基础上通过建立不同形态的纤维素含量和不同区域润胀吸入的水分子的含量的关系式来共同得到纤维超分子结构的变化机理。在上述研究基础上对废纸造纸回用纤维在不同物理以及化学工艺条件下超分子结构、润胀能力和成纸强度等性能变化的研究得到废纸造纸回用纤维的衰变机理，在此基础上，同时研究及得到防止废纸纤维品质衰变的控制方法，为从源头上解决废纸回用纤维过程中的衰变问题提供理论依据，课题的研究对保护环境、发展绿色循环经济具有重要的理论意义。

废纸的循环利用对保护环境、实现造纸工业的可持续发展的关键。废纸回用纤维的衰变是影响废纸循环利用的重要问题之一。但迄今为止没有满意的抑制废纸造纸纤维衰变的方法。其主要原因是目前国内外的研究主要集中在从保水值、强度等宏观指标来研究和评价其衰变过程，而没有从纤维的超分子结构上去研究回用纤维品质衰变的机理，因而废纸循环利用其纤维超分子结构的变化对于研究废纸纤维的衰变问题具有重要的理论意义。. 本项目通过分析结晶度、红外结晶指数、横向基原纤尺寸（微晶尺寸）、微晶横截面积等研究晶体形状和大小的变化情况，再进一步分析废纸超分子结构中纤维素Iα、纤维素Iβ、次晶纤维素和无定型区纤维素的相对含量变化来分析纤维素超分子结构中不同形态的纤维素比例关系的变化情况。通过FTIR 和同步辐射XRD 分析不同晶型结构中氢键模式的差异、不可逆氢键形成的相对含量等氢键网络的变化情况，在此基础上通过定量分析纤维润胀吸附的不同形式的水分子的含量来建立不同形态的纤维素含量与不同区域润胀吸入的水分子含量的关系式来共同得到纤维超分子结构的变化机理。通过上述对废纸回用纤维在不同物理及化学处理等工艺条件下纤维超分子结构的变化、纤维的润胀能力和成纸强度等性能变化的研究，得到废纸纤维在回用过程中性能衰变的机理，在此基础上，同时研究及得到防止废纸纤维品质衰变的控制方法，为从源头上解决废纸回用纤维过程中的衰变问题提供理论依据。本项目的研究对于提高废纸纤维的使用寿命和质量，发展我国废纸纤维资源的高效循环利用，减轻日益严重的环境问题具有重要的理论价值。至今，项目已经完成了预期的研究内容，达到了预期研究目标，已发表论文16篇（其中二区以上SCI 论文3篇），获授权专利2项。