全棉秆化机浆的文献综述
1.我国森林环境资源现状与棉秆的基本信息
根据国家林业局公布的数据，2020年我国的森林覆盖率为22.86%，森林面积2.2亿公顷。经过数据比对2010年的森林覆盖率为20.31%、2015年为21.66%，从中可以发现我国立志走可持续发展的道路已稍见成效。[1]在制浆造纸方面，我们也有不少方法比如：回收利用废纸再次造纸、从碱回收方面减少污染排放或尽量利用生长周期短的植物进行制浆造纸。棉花是一年生的植物是我国产量第二多的农作物。据国家统计局统计2020年我国棉花种植面积3169.9千公顷，总产量591.0万吨。[2]棉秆是棉花的秆基，以前都是拿去焚烧的。其由主茎、枝茎、根茎组成，而主茎皮部的韧皮部纤维类似于针叶材，木质部纤维类似于阔叶材。[3]相比与只有短纤维稻麦草的纤维来说其灰分与多戊糖含量低，果胶含量高。全棉秆制浆也有许多种制法，发展潜力无限。
- 全棉秆制浆的多种制法
全棉秆浆的制法有化学法、生物机械法、半化学法与化学机械法等。化学法有AP法、KP法、SP法、ASP法等制浆方法。生物机械法是利用果胶酶或者真菌对棉秆进行预处理的制浆方法。半化学法有烧碱－蒽醌法、亚胺半化学法等方法。化学机械法制浆有CTMP法、SCMP法、APMP法、PRC-APMP法与Bio-CMP法。化学机械法制浆具有得率高、强度高、成本低、轻污染的优点，是本综述的重点内容，我将逐一讨论。
- CTMP法制浆
CTMP法制浆（化学热磨机械浆）工艺流程：木片经过筛选洗涤后，用常压蒸汽预处理，然后将温热的木片送进碱性亚硫酸钠浸渍段，然后木片经过蒸汽加热并在80-90℃的反应仓反应半小时，使药液与木片反应完全后，在压力预热器加热几分钟至温度达到120-130℃，然后进行两端压力磨浆，后面进行消潜、筛选、除渣、浓缩、漂白等工序直到完成制浆。以此为基础，不同的学者从预处理、磨浆阶段、已磨出的浆不同的方面对CTMP制浆工艺进行改进。
在预处理阶段方面，朱新娜等人[4]用氢氧化钠通过高压辅助对棉秆浆进行预处理（最佳处理条件NaOH 3%、固液比20：1、压力130KPa、保温40min），此预处理条件下有利于木素溶解，纤维素含量、葡萄糖含量、纤维素转化率都有所增加。侯庆喜[5]等人将杨木木片用不同的预处理条件进行对比发现随着预处理条件不断增强，水解木片的得率降低，半纤维素溶出量增加，水解后综纤维素、聚戊糖和酸溶木质素含量下降，与为预处理的浆料相比能耗降低，抗张强度与撕裂指数均提高。徐宁攀等人[6]在杨木CTMP制浆预处理阶段将NaOH用MgO进行代替，在MgO取代率25%时与漂白浓度为30%时为最佳，亮度、白度和抗张强度都提高。
在磨浆阶段，张青超等人[7]在其他磨浆条件不变的情况下，通过降低磨浆机的间隙来生产高游离度低纤维束的浆料。
在已制出CTMP浆料的情况下，彭金勇先生[8]通过淀粉和CMC（羧甲基纤维素）利用多层或MIX技术吸附在纤维表面上以达到改性的效果这样的改性CTMP浆料所造的纸张的弯曲挺度都有所提高，所造的纸板强度与松厚度也有所提高。潘丽等人[9]通过采用大分子羧甲基纤维素（CMC）负载 Fe2 催化剂对CTMP浆纤维表面进行改性，与未处理的浆料相比，纤维形态与强度并没有改变的同时，其打浆能耗下降而且抗张指数提高。潘元丰等人[10]将核壳结构的阳离子胶乳吸附到CTMP浆料纤维上作为增强材料，当胶乳用量增加到2%时改性后的CTMP/PP生物复合材料的冲击、拉伸和弯曲强度显著提高。杨奇锋等人[11]利用白腐真菌（Th 19-6）来对桉树CTMP浆料纤维进行改性，发现由于纤维壁材料被真菌降解，纤维表面上的中间薄片残留显著减少，纤维内部结合强度增加，手抄纸抗拉指数与撕裂指数分别为49%与34%。
- SCMP法制浆
SCMP法制浆（磺化化学机械浆）是利用NaOH与Na２SO３对木片进行深度磺化，增加了木质素亲水性，软化木片，从而提高了SCMP成浆性能。NaOH的作用是润涨纤维与提供碱性的反应环境，来促进木质素的脱出反应。Na２SO３的作用是与木质素发生磺化反应，增加木质素的亲水性，增强纤维的柔软性和变形能力，在机械挤压作用下，纤维被切断的次数减少，保留了长纤维，提高了纸浆的强度[12]。磺化机械浆与纯机械浆相比电耗降低且更易磨浆，保持了纤维长度，成纸的物理指标都大大提高，得率高达70%左右，白度可控制在50至80%之间[13]。
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