白液(英文名稱white liquor)是造紙工業中對一種蒸煮藥液的俗稱。其組成是氫氧化納和硫化鈉的水溶液。其中氫氧化鈉的濃度為1.0mol/L,硫化鈉的濃度為0.2mol/L.pH值為13.5~14.0,藥液的活性組分為氫氧離子(OH-)和硫氫離子(HS-),氫氧離子來自氫氧化鈉和硫化鈉的水解:
S-2 + H2O → HS- + OH-
HS- + H2O → H2S + OH-
白液用於硫酸鹽法的蒸煮液,其所以稱為白液,是相對於在製漿過程中其他液體呈“黑色”、“綠色”、“紅色”而言,沒有其他含義。
造紙過程中的製漿過程,白液藥液蒸煮的機理,
造紙過程中的製漿過程
紙張製造是由多個加工過程構成的複雜工藝。製造紙張的原料是各種纖維原料,例如木材、非木材(如稻草、麥草、甘蔗渣、竹類、棉桿等)、韌皮類纖維(麻、桑皮、枸樹皮等)、廢棉(或棉短絨)以及其他纖維。這些纖維原料首先需切碎並蒸煮製成紙漿,由於這些纖維材料的組成和化學成分各異,因此有不同製漿工藝。紙漿製造過程就是利用化學方法或機械的方法、以及兩者相結合的方法使這些纖維原料中的纖維解離,再經淨化或精製成本色紙漿或漂白紙漿。硫酸鹽紙漿以氫氧化鈉、硫化鈉為主要成分的藥液在一定溫度壓力下蒸煮纖維原料(各種木材、草類、質量較差的廢材等)而製得的紙漿,硫酸鹽漿用途很廣,本色漿多用於生產包裝紙、紙袋紙、箱紙板及電氣等方面的工業技術用紙,其漂白漿多用於抄造高級文化用紙,其精製漿可作溶解漿。
白液藥液蒸煮的機理
蒸煮過程就是將纖維材料中的木素等非纖維物通過與藥液反應,生成溶於蒸煮液的化合物,從而由纖維中脫除,使纖維解離。當採用白液蒸煮時木素脫除分三個階段;初始脫木素階段、主要脫木素階段、殘餘脫木素階段。初始階段升溫150℃,脫木素率20~25%,木素結構中的α-芳基醚鍵和酚型β-芳基醚鍵斷裂。主要脫木素階段升溫至150~170℃並保溫,60%的木素脫除,木素結構中非酚型β-醚鍵斷裂。殘餘脫木素階段,170℃保溫後期,脫木素率為10~15%,此階段碳-碳鍵斷裂,木素縮合,紙漿的得率下降。
蒸煮過程控制的主要目標是提高脫木素的選擇性。可以通過蒸煮時間、蒸煮溫度、用鹼量、硫化度等因素。鹼濃度對脫木素的速度影響大,也影響紙漿得率和強度。同樣硫化度對蒸煮速率、紙漿得率和強度等影響也很大。因此白液的組成及使用條件是硫酸鹽法紙漿製造過程的控制的重要因素之一。