劉振華 魏琳珊 楊苗秀 董鳳霞 黃 舉
(中國(guó)制漿造紙研究院有限公司,北京,100102)
2021 年是中國(guó)“十四五”規(guī)劃的開局之年,面對(duì)紛繁復(fù)雜的國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和各種風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和疫情防控雙雙保持全球領(lǐng)先地位。中國(guó)已將“碳達(dá)峰”“碳中和”納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域降碳行動(dòng),大力推進(jìn)綠色制造,用實(shí)際行動(dòng)落實(shí)“雙碳”目標(biāo)藍(lán)圖。
作為基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè),2021 年中國(guó)造紙工業(yè)克服了原料、能源、運(yùn)輸?shù)瘸杀旧蠞q困境,以及新型冠狀病毒引起的肺炎疫情多點(diǎn)散發(fā)局面給市場(chǎng)帶來的諸多不確定因素,通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升產(chǎn)品質(zhì)量,適應(yīng)市場(chǎng)需求變化,加快綠色發(fā)展步伐,基本實(shí)現(xiàn)了行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。據(jù)中國(guó)造紙協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)造紙工業(yè)2021年度報(bào)告》[1],2021年,中國(guó)紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約2500 家,紙及紙板生產(chǎn)量12105 萬t,較上年增長(zhǎng)7.50%;消費(fèi)量12648萬t,較上年增長(zhǎng)6.94%,人均年消費(fèi)量89.51 kg(以14.13 億人計(jì));2012—2021年,紙及紙板生產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率1.87%,消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率2.59%;紙漿生產(chǎn)總量8177 萬t,較上年增長(zhǎng)10.83%,其中木漿1809 萬t,較上年增長(zhǎng)21.41%,廢紙漿5814萬t,較上年增長(zhǎng)8.41%,非木漿554萬t,較上年增長(zhǎng)5.52%。
2021 年,《中國(guó)造紙》期刊緊跟行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),積極策劃主題期刊,重視專家約稿,突出行業(yè)引領(lǐng)?,F(xiàn)將《中國(guó)造紙》2021 年度發(fā)表的文章述評(píng)如下,以供行業(yè)同仁參考。
2021 年,《中國(guó)造紙》繼續(xù)采用網(wǎng)絡(luò)在線采編系統(tǒng),稿件100%實(shí)現(xiàn)了作者投稿、專家審稿、編輯處理、讀者閱讀等功能的統(tǒng)一管理;當(dāng)前,《中國(guó)造紙》采編系統(tǒng)已有注冊(cè)作者2500 余人,審稿專家近400 人。除此之外,編輯部還以專刊形式,向領(lǐng)域內(nèi)專家約稿,策劃了兩期主題??謩e為“高得率制漿”及“納米纖維素”,向?qū)<夜布s稿30篇。
2021 年《中國(guó)造紙》采編系統(tǒng)共收到378 篇投稿,錄用196 篇,稿件錄用率為51.9%。2021 年《中國(guó)造紙》稿件接收情況見表1及圖1。由表1及圖1可以看出,2021 年《中國(guó)造紙》來稿單位仍然以高等院校和科研院所為主。高等院校投稿共256篇,占總投稿量的67.7%,與2020年相比增加了3.8個(gè)百分點(diǎn);錄用144 篇,錄用率達(dá)56.3%,占總錄用文章比例73.5%,與2020年基本持平;其中來自輕工類高等院校的投稿162 篇,占高等院校投稿的63.3%,錄用117 篇,錄用率達(dá)72.2%,占高等院校錄用文章比例81.3%。來自國(guó)內(nèi)外造紙企業(yè)及相關(guān)單位的投稿99篇,占總投稿量的26.2%,其中來自造紙企業(yè)的投稿28篇,其他企業(yè)的投稿53篇,共錄用37篇,錄用率達(dá)37.4%,占總錄用文章比例18.9%。2021 年,高等院校和科研院所向《中國(guó)造紙》投稿的論文主題以“雙碳”背景下制漿造紙的清潔生產(chǎn)前端技術(shù)研究開發(fā),以及生物質(zhì)資源的高值化應(yīng)用的理論研究為主,同時(shí),亦有關(guān)于后疫情時(shí)代下,輕工及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)科研模式改革的思考和研究也被歸納總結(jié);此外,其他非輕工類高等院校投稿比例有所增加,投稿論文主題以生物質(zhì)資源高效利用和制漿造紙工業(yè)上下游行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、應(yīng)用,以及廢水綜合利用與防治污染等為主;這說明輕工、化學(xué)、材料、環(huán)境、能源等學(xué)科融合已成為主流趨勢(shì),在智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型和碳市場(chǎng)交易推動(dòng)的迫切需要下,多學(xué)科呈現(xiàn)并進(jìn)發(fā)展的局面,這也在一定程度上擴(kuò)大了《中國(guó)造紙》的來稿范圍??蒲性核陡宓恼撐亩鄶?shù)從政策導(dǎo)向、成果轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用等角度,探討了科研成果產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)進(jìn)展,并將理論研究與生產(chǎn)企業(yè)的項(xiàng)目需求進(jìn)行總結(jié)與展望。由相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)投稿的論文多聚焦在實(shí)際生產(chǎn)中的工藝技術(shù)改造、設(shè)備優(yōu)化和與生產(chǎn)項(xiàng)目相關(guān)的基礎(chǔ)研究等主題。值得一提的是,由于“雙碳”目標(biāo)的提出,更多的企業(yè)開始關(guān)注節(jié)能降耗、碳減排、碳足跡及相應(yīng)的成本控制等相關(guān)主題。
表1 2021年《中國(guó)造紙》稿件接收情況Table 1 Acceptance of manuscripts of China Pulp&Paper in 2021
圖1 2021年《中國(guó)造紙》稿源分布情況Fig.1 Distribution of manuscript sources ofChina Pulp&Paper in 2021
2021 年,《中國(guó)造紙》共出版學(xué)術(shù)論文210 篇,其中由各類基金項(xiàng)目支撐的論文共計(jì)140 篇,占比66.7%,與2020 年相比增長(zhǎng)8.3 個(gè)百分點(diǎn),基金項(xiàng)目情況見圖2。由圖2 可以看出,2021 年《中國(guó)造紙》刊登的基金項(xiàng)目支撐論文共受到268 項(xiàng)資助。其中,國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目43 項(xiàng),國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目26 項(xiàng),中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目及國(guó)家留學(xué)基金委項(xiàng)目11項(xiàng),其他國(guó)家級(jí)基金項(xiàng)目4項(xiàng)。
圖2 2021年《中國(guó)造紙》刊登論文的基金項(xiàng)目情況Fig.2 Funding projects of papers published inChina Pulp&Paper in 2021
2021年《中國(guó)造紙》刊登的文章按欄目進(jìn)行分類如下:研究論文92 篇(占全部刊出文章的43.8%),技術(shù)報(bào)告23 篇,專題論壇51 篇,工程·生產(chǎn)·實(shí)踐11篇,簡(jiǎn)報(bào)8篇,特別專題25篇,與TAPPI Journal雜志互換刊登2021年目次頁13次。
近年來,我國(guó)紙及紙板消費(fèi)的增長(zhǎng)和產(chǎn)能的快速增加,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)制漿造紙纖維原料自給率難以提高,隨著“限塑令”及禁止固廢進(jìn)口政策的實(shí)施,供需矛盾進(jìn)一步加劇。高得率制漿具有纖維資源利用率高、原料適應(yīng)性廣、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn),可作為應(yīng)對(duì)造紙?jiān)先笨趩栴}的一項(xiàng)有效措施,受到了制漿造紙工作者的廣泛關(guān)注?!吨袊?guó)造紙》2021 年第7 期組織策劃出版“高得率制漿”專刊,刊登涉及高得率制漿的原料供應(yīng)策略、制漿工藝技術(shù)、高得率漿應(yīng)用、廢水處理、高得率制漿工程設(shè)計(jì)及生產(chǎn)線升級(jí)改造等方面內(nèi)容的論文9篇,對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)方向進(jìn)行了研究和討論。除第7期主題???,2021年《中國(guó)造紙》上刊登的制漿及其設(shè)備的論文11篇。
造紙纖維原料缺口一直是影響我國(guó)造紙工業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。房桂干等人撰寫的“限塑和禁止固廢進(jìn)口政策下中國(guó)造紙工業(yè)纖維原料的供應(yīng)策略”一文通過分析我國(guó)造紙?jiān)瞎?yīng)和利用現(xiàn)狀及國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益快速增長(zhǎng)和紙類消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推升紙及紙板消費(fèi)需求量加大的趨勢(shì),提出發(fā)展高得率漿(含木、非木)、科學(xué)營(yíng)林、合理利用非木纖維資源,轉(zhuǎn)變現(xiàn)有纖維供給結(jié)構(gòu),建立國(guó)內(nèi)外完善可自控的纖維原料供應(yīng)鏈等充分利用國(guó)內(nèi)外兩種資源的纖維原料供應(yīng)策略,以適應(yīng)我國(guó)造紙工業(yè)持續(xù)發(fā)展對(duì)纖維原料的需求。該文針對(duì)性強(qiáng),內(nèi)容較詳實(shí),構(gòu)思完整,邏輯清晰,觀點(diǎn)表述明確。對(duì)我國(guó)造紙工業(yè)纖維原料供應(yīng)現(xiàn)狀政策和結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整具有一定的使用價(jià)值和導(dǎo)向性。該文章獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)。
在高得率制漿中,預(yù)調(diào)理盤磨化學(xué)處理堿性過氧化氫機(jī)械漿(P-RC APMP)制漿方法以其高效、清潔的特點(diǎn),受到眾多學(xué)者和制漿造紙企業(yè)的青睞,是我國(guó)高得率木漿的主要生產(chǎn)工藝之一。傳統(tǒng)的P-RC APMP制漿工藝中,NaOH的強(qiáng)堿性會(huì)導(dǎo)致制漿過程中部分木材組分溶出,致使紙漿得率下降,制漿殘液的COD 濃度增加。用鎂堿替代鈉堿,即弱堿替代強(qiáng)堿,可以改善上述問題,同時(shí)降低生產(chǎn)成本及廢液處理成本。張博等人發(fā)表的“MgO作為P-RC APMP高濃停留段部分堿源并替代漂白助劑的研究”,采用MgO 替代50%的NaOH 作為P-RC APMP高濃停留段紙漿漂白的堿源,探討了不添加DTPA 或硅酸鈉對(duì)成漿性能和漂后殘余過氧化氫含量的影響,能夠?yàn)镻-RC APMP或其他高得率紙漿的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。該文章獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
積極探索非木材纖維資源的充分利用對(duì)解決我國(guó)纖維原料嚴(yán)重短缺的問題具有重要意義。史君齊等人發(fā)表的“毛竹化學(xué)機(jī)械法制漿及配抄紙杯原紙的研究”以國(guó)內(nèi)豐富的毛竹資源為原料,采用先浸漬后擠壓的工序,在低用堿量下制備了高得率、高強(qiáng)度、低能耗的毛竹化機(jī)漿,并探索了其在紙杯原紙上的應(yīng)用,制漿過程環(huán)境污染少、廢水易處理。該項(xiàng)目的成功開發(fā)對(duì)實(shí)現(xiàn)毛竹的綜合利用、有效緩解企業(yè)纖維原料短缺的局面具有重要意義。該文章獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。范述捷等人發(fā)表的“玉米秸稈化機(jī)漿的制備及其配抄性能的研究”利用玉米秸稈化機(jī)漿與慈竹半化學(xué)漿配抄瓦楞原紙,既緩解了我國(guó)纖維原料短缺困境,又減少了農(nóng)村處理秸稈難題,采用KOH 藥液又減少了常規(guī)制漿廢液處理成本。其研究成果具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。該文章獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文入圍獎(jiǎng)。
納米纖維素是一種綠色可再生的生物基納米材料,由于其特殊的物化(高強(qiáng)、輕質(zhì)、可再生及可生物降解等)特性而備受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注,是新一代功能性材料的首選原料。近年來,工藝技術(shù)及制造裝備的快速發(fā)展,加速了納米纖維素的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程?!吨袊?guó)造紙》近幾年收到該領(lǐng)域的投稿也很多,2021 年第11 期還特別策劃出版了“納米纖維素”專刊,介紹了納米纖維素的制備方法,探討了納米纖維素的發(fā)展現(xiàn)狀及其在水凝膠、抗菌、吸附、膜材料等領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀,分享了定向制備功能性納米纖維素材料的前景和潛力。除第11 期???,2021 年《中國(guó)造紙》刊登的納米纖維素、微晶纖維素及其應(yīng)用方面的論文14篇。
在“納米纖維素”專刊中,付時(shí)雨等人在“CNC經(jīng)ATRP 接枝含胺基聚合物制備具有pH 響應(yīng)Pickering 乳化劑”的研究中,對(duì)纖維素納米晶體(CNC)進(jìn)行溴代異丁基接枝,然后在甲醇-水溶劑中進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP),制備了含有叔胺基聚合物支鏈的CNC 改性產(chǎn)物。改性CNC 具有良好的表面活性,可以作為Picking 乳化劑,降低油/水兩相的界面張力,能夠在不同的pH 環(huán)境下(通入N2或CO2)清潔簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)乳液的乳化/破乳轉(zhuǎn)換,為納米纖維素的功能化改性和智能響應(yīng)應(yīng)用提供了有益的借鑒。該文章獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)。
納米纖維素的研究開發(fā)雖已開展較多的工作,但其商業(yè)化應(yīng)用與規(guī)模化生產(chǎn)仍然需要進(jìn)步,并存在一系列亟待解決的問題。張艷玲等人的“納米纖維素制備及產(chǎn)業(yè)化研究進(jìn)展”一文詳細(xì)總結(jié)了納米纖維素在制備與干燥方面的最新研究進(jìn)展,對(duì)比了各制備方法的優(yōu)缺點(diǎn);重點(diǎn)介紹了已有或潛在具有工業(yè)化前景的納米纖維素生產(chǎn)方式,同時(shí)針對(duì)納米纖維素材料的商業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀,分析并展望了其未來研發(fā)需求。全文結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、觀點(diǎn)敘述清晰明確、選題具有現(xiàn)實(shí)性、內(nèi)容詳實(shí),該論文對(duì)我國(guó)納米纖維素材料的產(chǎn)學(xué)研融合方面具有一定的參考意義。該論文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文入圍獎(jiǎng)。
微纖化纖維素是一種具有納米尺度、可再生、可生物降解的天然纖維素纖維,其優(yōu)異的力學(xué)性能、較低的密度和熱膨脹系數(shù)、較高比表面積和長(zhǎng)徑比及可調(diào)節(jié)的表面化學(xué)性質(zhì)等,使之在復(fù)合材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。陳京環(huán)等人“羧乙基微纖化纖維素/石墨烯/聚苯胺復(fù)合膜的制備與表征”一文,采用自主研發(fā)的羧乙基化微纖化纖維素作為石墨烯和聚苯胺的成膜物質(zhì),通過物理共混、化學(xué)原位吸附聚合以及兩者相結(jié)合的方法,經(jīng)棒涂成形制備了復(fù)合導(dǎo)電膜,明確了基體中石墨烯和聚苯胺的協(xié)同效應(yīng),揭示了羧乙基化微纖化纖維素在防靜電、電磁屏蔽、儲(chǔ)能器件、傳感器等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。該論文技術(shù)路線新穎,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)規(guī)范,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。
微晶纖維素(MCC)是由纖維素降解產(chǎn)生的一種功能高分子材料,其具有比表面積大、熱穩(wěn)定性好、結(jié)晶度高和聚合度低等優(yōu)點(diǎn),在功能材料等相關(guān)領(lǐng)域具有較好應(yīng)用前景。陳嘉川等人發(fā)表的“微晶纖維素的制備及其在功能材料領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)展”一文著重介紹了MCC 的制備原料,酸水解法、生物酶法、直接分離法等制備方法,及其在吸附、抗菌和發(fā)光等功能材料中的應(yīng)用。文章對(duì)前沿技術(shù)總結(jié)準(zhǔn)確、全面,對(duì)微晶纖維素制備技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用具有較強(qiáng)的指導(dǎo)。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。朱宏偉等人的“從溶解漿到微晶纖維素的生產(chǎn)可行性分析”一文重點(diǎn)分析了國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的MCC 容量,并經(jīng)過商業(yè)分析計(jì)算了MCC 市場(chǎng)的投資規(guī)模和回報(bào)情況,為相關(guān)企業(yè)及技術(shù)人員決策提供了參考。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
2021 年《中國(guó)造紙》刊登的造紙纖維原料方面的論文14 篇,木質(zhì)素、半纖維素及其應(yīng)用方面的論文14篇。
面對(duì)造紙行業(yè)纖維原料供應(yīng)的嚴(yán)峻形勢(shì),國(guó)內(nèi)大量非木材纖維卻未得到充分利用。劉文等人發(fā)表的“積極利用非木材纖維資源——解決造紙工業(yè)原料短缺問題”一文主要介紹了我國(guó)玉米秸稈、毛竹、巨菌草等非木材資源情況及纖維原料特性,分析了充分開發(fā)這幾種纖維原料,逐步替代進(jìn)口纖維原料的可行性,對(duì)于積極充分利用非木材纖維資源、解決我國(guó)造紙纖維原料短缺問題提供了非常有價(jià)值的參考。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。
Lyocell 纖維是20 世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一種再生纖維素纖維。一直以來,國(guó)內(nèi)企業(yè)在Lyocell 纖維的研發(fā)道路上遇到原料成本高、技術(shù)難度大等困難,制約國(guó)內(nèi)Lyocell 纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,Lyocell纖維紡絲用溶解漿的國(guó)產(chǎn)化研究顯得十分迫切和重要。潘憶樂等人的“Lyocell 纖維紡絲用溶解漿的制備及性能表征”以造紙用硫酸鹽針葉木漿為原料,通過冷堿抽提、過氧化氫降聚以及乙酸酸化等凈化處理工藝,得到了性能優(yōu)異的Lyocell 纖維紡絲用溶解漿。該研究為L(zhǎng)yocell 漿粕的制備提供了新的方法,為制漿造紙企業(yè)的技術(shù)升級(jí)提供了新的思路。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
采用生物質(zhì)煉制技術(shù)對(duì)木質(zhì)纖維三大組分進(jìn)行綜合、高效、合理化利用,是應(yīng)對(duì)當(dāng)前全球資源消費(fèi)危機(jī)、實(shí)現(xiàn)碳中性和綠色發(fā)展的重要方法和手段之一,對(duì)我國(guó)可再生資源發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。田中建等人的“水熱處理對(duì)楊木微觀結(jié)構(gòu)和降解產(chǎn)物的影響”一文探討了處理?xiàng)l件對(duì)楊木水熱處理液中總木糖、木質(zhì)素含量及楊木微觀結(jié)構(gòu)的影響,并優(yōu)化了水熱處理?xiàng)l件,闡明了水熱處理過程中楊木微觀結(jié)構(gòu)變化與溶出物間的關(guān)聯(lián)規(guī)律,豐富了水熱處理理論和技術(shù),對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有較好的指導(dǎo)意義。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。王碩等人的“水熱預(yù)處理對(duì)制備桉木溶解漿的影響研究”一文通過引入水熱預(yù)處理工藝,降低了桉木水解液中半纖維素的含量,提升了溶解漿中α-纖維素的含量。該pH預(yù)調(diào)節(jié)的水熱預(yù)處理輔助蒸煮和漂白制備溶解漿的研究,有助于后期擴(kuò)展溶解漿原料的來源,簡(jiǎn)化溶解漿制備工藝,增加紙漿的附加值提供理論依據(jù)。該論文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文提名獎(jiǎng)。
作為重要的生物質(zhì)資源之一,木質(zhì)素的高值化利用近年來受到越來越多的關(guān)注。賈倩倩等人的“木質(zhì)素基凝膠電極材料的組裝及其電化學(xué)性能研究”以木質(zhì)素磺酸鈉為原料,以氧化石墨烯為模板,通過一步水熱法在溫和條件下還原制備了可自支撐的木質(zhì)素磺酸鈉/石墨烯復(fù)合水凝膠(LGH)超級(jí)電容器電極材料,探討了其電化學(xué)性能,為木質(zhì)素制備凝膠電極材料提供了有益的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持,對(duì)于可再生、資源豐富的木質(zhì)素高值化應(yīng)用指出了一個(gè)潛在應(yīng)用的途徑。
以纖維素纖維為原料生產(chǎn)的紙、紙板和復(fù)合材料具有纖維的優(yōu)良屬性,是近幾年行業(yè)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。2021年《中國(guó)造紙》刊登該領(lǐng)域論文40篇。
纖維素來源廣、成本低、無毒、可生物降解、使用安全性高。纖維素分子具有剛性平整結(jié)構(gòu),含有大量親水基團(tuán),能與大部分小分子化合物發(fā)生反應(yīng),得到取代度較高的衍生物,且纖維素纖維內(nèi)部有較多的毛細(xì)管,比表面積大,適合做吸水材料的原料。李新平等人的“纖維素骨架支撐的高吸水性樹脂的制備及性能研究”以竹漿為原料,通過纖維素酶、堿尿素體系預(yù)處理,聚丙烯酸接枝改性,制備了新型纖維素骨架支撐的高吸水性丙烯酸樹脂。制備的丙烯酸樹脂的吸水效果有明顯改進(jìn),吸水倍率最高可達(dá)981 g/g,在現(xiàn)代衛(wèi)生和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景,具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該研究可為纖維素高吸水性樹脂的研究和開發(fā)提供新的思路和方法。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)。
納米硫化銦鋅具有良好的可見光催化性能,但其粉末形式限制了工程應(yīng)用。王可鑫等人的“硫化銦鋅/紙漿纖維復(fù)合紙的制備與光催化除甲醛性能研究”利用紙漿纖維優(yōu)異的多孔性和易成形性,將納米硫化銦鋅原位負(fù)載于紙漿纖維上,成功制備了具有良好甲醛去除效果、環(huán)境穩(wěn)定性和循環(huán)使用性能的新型復(fù)合紙,為綠色高效清除室內(nèi)甲醛提供了新方案。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料由于其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn),已迅速發(fā)展成為一種市場(chǎng)前景廣闊的復(fù)合材料。徐凱麗等人的“造紙法制備碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的研究”以短切碳纖維為增強(qiáng)體,聚丙烯(PP)纖維為基體,采用濕法造紙工藝研究了碳纖維含量、熱壓溫度等對(duì)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,對(duì)開發(fā)新型特種紙基材料,推動(dòng)我國(guó)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
芳綸納米纖維作為一種極佳的增強(qiáng)增韌構(gòu)筑單元,在特種紙、復(fù)合材料增強(qiáng)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。李衛(wèi)衛(wèi)等人的“芳綸納米纖維涂布增強(qiáng)間位芳綸紙性能研究”以芳綸納米纖維作為自增強(qiáng)與結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元,探討了芳綸納米纖維涂布對(duì)芳綸紙的增強(qiáng)效果。該研究表明,芳綸納米纖維發(fā)揮了獨(dú)特的納米尺度結(jié)構(gòu)、大長(zhǎng)徑比與高比表面積易形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),顯著改善了芳綸紙的各項(xiàng)性能。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
2021 年《中國(guó)造紙》刊登的濕部化學(xué)與化學(xué)品類的論文16篇,且以功能性化學(xué)品的論文為主。
生活用紙的清潔生產(chǎn)包括紙塵控制和能耗控制兩大方面,為此針對(duì)性地開發(fā)了低溫涂層產(chǎn)品替代常規(guī)涂層產(chǎn)品,以降低紙塵和蒸汽消耗。王波等人的“降低生活用紙能耗和紙塵的涂層解決方案”從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的角度出發(fā),主要研究了低溫粘缸劑、低溫剝離劑和低溫涂層的特性。該研究為生活用紙生產(chǎn)企業(yè)降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了非常有價(jià)值的參考。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
日前,隨著“限塑令”的實(shí)施和人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高,食品包裝行業(yè)開始大量使用紙和紙板等紙基材料來代替塑料。與常規(guī)聚合物包裝材料一樣,紙基包裝也需具備高強(qiáng)度、高阻隔的功能。姜可心等人的“可降解阻隔涂層在紙基食品包裝材料中的應(yīng)用”系統(tǒng)地介紹了涂層的阻隔機(jī)理和涂料流變性,基底材料特性對(duì)涂層結(jié)構(gòu)和材料阻隔性能的影響;并對(duì)納米纖維素、聚乙烯醇(PVA)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚乳酸(PLA)、淀粉5 種常見的可降解聚合物涂層材料的突出優(yōu)勢(shì)、不足之處和改性方法進(jìn)行了對(duì)比和總結(jié),具有較高的實(shí)用價(jià)值。
制漿造紙技術(shù)是基于廣泛范圍的物理和化學(xué)科學(xué)。這些科學(xué)中的許多知識(shí)本質(zhì)上都是定性的,但有些是定量的,并以方程的形式表示。趙汝和等人的“制漿造紙科學(xué)的方程范例:含義及其應(yīng)用”由加拿大工程院院士牽頭,聯(lián)合國(guó)內(nèi)外4所大學(xué)的制漿造紙工程學(xué)科教授共同完成,詳細(xì)介紹了制漿造紙科學(xué)中用于預(yù)測(cè)主要工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品和工藝過程影響的方程范例。一些方程是很久以前其他學(xué)科導(dǎo)出的,沿用于制漿造紙技術(shù),另一些方程是制漿造紙研究人員根據(jù)基本原理開發(fā)出來的,以解決現(xiàn)有科學(xué)未能解決所需的特別問題。該文章簡(jiǎn)要描述了這些方程(13 個(gè))的由來、含義和應(yīng)用,每個(gè)方程都有詳細(xì)的推導(dǎo)過程,其中“紙漿纖維絮凝的聚集數(shù)”以前鮮有提及。這些科學(xué)工作對(duì)量化指導(dǎo)制漿造紙工藝技術(shù)的制定、分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)具有積極意義。對(duì)制漿造紙?jiān)砼c工程的教學(xué)與研究有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。
環(huán)境保護(hù)是造紙行業(yè)發(fā)展永恒的課題。2021 年《中國(guó)造紙》刊登的廢水處理、堿回收及綜合利用領(lǐng)域的文章12篇。
竹材制漿企業(yè)多采用化學(xué)法制漿,其工業(yè)廢水主要由蒸煮過程中產(chǎn)生的糖類、有機(jī)酸、氨基酸、類黃酮、單寧和光敏色素等組成。化學(xué)竹漿廢水組成復(fù)雜,且排放量大,濃度和色度高,處理困難。張安龍等作者的“化學(xué)竹漿廢水活性污泥細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)分析”針對(duì)化學(xué)竹漿廢水的污染物特性,創(chuàng)新性地應(yīng)用現(xiàn)代生物分析技術(shù),對(duì)化學(xué)竹漿廢水處理廠的活性污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,并通過針對(duì)性的菌劑強(qiáng)化耗氧處理系統(tǒng),提高耗氧單元的處理效率,降低深度處理的污染負(fù)荷、化學(xué)品消耗、二次污染和處理費(fèi)用,為當(dāng)前的微生物法處理難降解有機(jī)物中微生物種群結(jié)構(gòu)調(diào)控提供重要的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。該文獲得2021年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)。
針對(duì)含氯漂白廢水中高毒低濃AOX 組分的去除難點(diǎn),雷敏等人的“金屬-有機(jī)骨架負(fù)載磷鉬酸處理漂白廢水中AOX 的研究”采取靶向富集-原位降解的策略,通過調(diào)控金屬-有機(jī)骨架(MOF)的AOX 識(shí)別吸附活性位點(diǎn)及空間結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了低濃AOX 的靶向富集;同時(shí),利用負(fù)載在骨架上的雜多酸催化H2O2原位降解AOX,減少了·OH、·OOH 的無效猝滅,實(shí)現(xiàn)了制漿漂白廢水中可吸附AOX(高毒性、難降解、濃度極低)的高效靶向去除。此研究對(duì)AOX 選擇性吸附及原位降解、低濃AOX 的靶向去除和減量排放、為清潔化制漿及痕量污染物污染控制提供了新方法。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。
蔡慧等人的“基于等標(biāo)污染負(fù)荷法的化學(xué)法制漿全過程水污染源解析”一文,通過進(jìn)行企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、廢水樣采集分析,并結(jié)合文獻(xiàn)資料查閱,采用等標(biāo)污染負(fù)荷法,對(duì)化學(xué)法制漿過程各工序中的廢水量、特征污染物種類和濃度、存在狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行了定量解析,為化學(xué)法制漿各排水工序以及全過程的主要污染物,及后續(xù)化學(xué)法制漿水污染管控提供了參考。
大型漿紙廠是用熱和用電大戶,為節(jié)約能源、滿足生產(chǎn)需要,需配套建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為工藝生產(chǎn)提供蒸汽和電能。羅遵福等人的“大型漿紙廠不同熱電聯(lián)產(chǎn)方式供汽供電的成本分析比較”針對(duì)燃煤鍋爐熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)忮仩t熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)3種熱電聯(lián)產(chǎn)方式,建立成本計(jì)算方法,對(duì)不同單位工程費(fèi)用、不同燃料價(jià)格進(jìn)行建模計(jì)算,得出供熱和供電計(jì)算結(jié)果曲線,為熱電聯(lián)產(chǎn)方式的選擇提供參考。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
2021 年《中國(guó)造紙》刊登的紙機(jī)及其輔助設(shè)備類文章8篇,自動(dòng)控制及傳動(dòng)控制類的文章18篇。
多通道烘缸是解決紙張干燥能耗較高問題的優(yōu)化方案之一,蒸汽凝結(jié)換熱是其通道內(nèi)熱量傳遞的重要途徑。喬麗潔等人的“多通道烘缸水平通道內(nèi)蒸汽凝結(jié)換熱的研究”探究蒸汽在水平通道內(nèi)的流動(dòng)凝結(jié)換熱特性,分析了蒸汽質(zhì)量通量、冷卻水雷諾數(shù)對(duì)凝結(jié)換熱系數(shù)的影響;并通過與現(xiàn)有常用關(guān)聯(lián)式的對(duì)比,確定能夠恰當(dāng)描述多通道烘缸水平通道內(nèi)蒸汽凝結(jié)關(guān)系的關(guān)聯(lián)式。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文入圍獎(jiǎng)。
近年來,基于機(jī)器視覺的紙病檢測(cè)技術(shù)可以在紙張的生產(chǎn)過程中完成對(duì)紙張質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和紙病信息反饋,所以一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是隨著紙機(jī)車速的加快和紙張幅寬的加大,尺寸小的紙病很難被檢測(cè)出來,而且采集到的紙張圖像質(zhì)量差。針對(duì)在采集紙張圖像過程中出現(xiàn)的橫向波紋現(xiàn)象。湯偉等人的“基于頻閃成像的紙病檢測(cè)系統(tǒng)光源優(yōu)化技術(shù)”借助香農(nóng)采樣定理,剖析了橫向波紋產(chǎn)生的原因,設(shè)計(jì)出一種基于頻閃成像技術(shù)的同步控制系統(tǒng),可使紙機(jī)車速與相機(jī)掃描頻率和LED 光源頻閃相互同步,從而有效提高紙張圖像的在線采集質(zhì)量。結(jié)果表明,課題成果可有效提高紙病在線檢測(cè)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文優(yōu)秀獎(jiǎng)。
針對(duì)造紙工業(yè)中傳統(tǒng)紙病分類算法準(zhǔn)確率低的問題,張開生等人的“基于多尺度特征融合注意力機(jī)制的紙病分類方法研究”提出了一種多尺度特征融合結(jié)合注意力機(jī)制的紙病分類方法。該方法先利用亮度增強(qiáng)、銳化器、Sobel 邊緣檢測(cè)的方法分別對(duì)紙病進(jìn)行圖像增強(qiáng),然后將這些響應(yīng)進(jìn)行特征融合后送入帶有注意力機(jī)制的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,讓其重點(diǎn)關(guān)注那些響應(yīng)強(qiáng)烈的特征,以此進(jìn)行分類。與現(xiàn)有基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的紙病分類算法相比,所需的數(shù)據(jù)量更少,分類效果更好。該文獲得2021 年度《中國(guó)造紙》“仙鶴杯”優(yōu)秀論文入圍獎(jiǎng)。
續(xù)表2
2022 年4 月24 日,中共中央宣傳部印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)出版深度融合發(fā)展的實(shí)施意見》(簡(jiǎn)稱《意見》)。《意見》提出傳統(tǒng)出版與新興出版要“融為一體、合而為一”,明確要立足擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)內(nèi)容供給、創(chuàng)新內(nèi)容呈現(xiàn)傳播方式、打造重點(diǎn)領(lǐng)域內(nèi)容精品,強(qiáng)化出版融合發(fā)展內(nèi)容建設(shè)?!兑庖姟返陌l(fā)布實(shí)施為期刊出版的發(fā)展指明了方向。
為貫徹落實(shí)《意見》要求,2022 年《中國(guó)造紙》將深入踐行專家辦刊理念,邀請(qǐng)行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域知名專家擔(dān)任“客座主編”,和編輯部一道組織策劃主題期刊,打造內(nèi)容高地。同時(shí),加快推動(dòng)出版深度融合發(fā)展,搭建數(shù)字化出版服務(wù)平臺(tái)。做好作者、編委、審稿人、讀者的服務(wù)工作,關(guān)注用戶體驗(yàn),在刊登更多更好論文的同時(shí),重視高質(zhì)量論文的推廣傳播,發(fā)揮學(xué)術(shù)引領(lǐng)的作用,為推動(dòng)行業(yè)學(xué)術(shù)交流、技術(shù)進(jìn)步做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)!