浅谈化学热磨机械浆CTMP
速生杨树全树材化学热磨机械浆(CTMP)的研究通过技术评议
速生杨树全树材化学热磨机械浆(CTMP)的研究通过技术评议赵守普
【期刊名称】《生物质化学工程》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】由江苏省科委下达,中国林科院林化所承担的科研项目“速生杨树全树材化学热磨机械浆(CTMP)的研究”,1988年10月25日在南京通过技术评议。
评议会由江苏省科委主持,来自南京林业大学、南京大学、省造纸公司、中国林学会林化学会等有关单位的造
【总页数】1页(P48-48)
【作者】赵守普
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TQ351
【相关文献】
1.意大利速生杨树全树材化学热磨机械浆（CTMP）的研究：第一报四种意扬... [J], 孙成志;谢国恩
2.意大利速生杨树全树材化学热磨机械浆（CTMP）的研究：第二板意杨全树材... [J], 吴庄;李萍
3.意大利速生杨树全树材化学热磨机械浆（CTMP）的研究：第三报杨树全树... [J], 刘光良;杨殿隆
4.速生杨树全树材化学热磨机械浆（CTMP）的研究：I. 材性与制浆 [J], 吴庄;孙
成志
5.速生杨树全树材化学热磨机械浆（CTMP）的研究：Ⅱ废液特性及治理 [J], 刘光良;杨殿隆
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
化学机械热磨浆
化学机械热磨浆化学机械热磨浆（Chemical Mechanical Thermal Planarization，简称CMTP）是一种用于平坦化半导体表面的重要工艺。
它在芯片制造过程中起到了关键作用，通过磨削和化学反应的结合，可以实现高质量的平坦化效果。
CMTP的原理是利用磨削液中的化学物质和机械磨削的力量，去除半导体表面的不平坦部分。
在这个过程中，需要控制好磨削速率和化学反应速率，以达到理想的平坦度。
CMTP主要包括三个步骤：磨削、化学反应和热处理。
首先，通过机械磨削的方式去除表面的高处，使其与低处达到相同的平面高度。
然后，在磨削过程中加入一定的化学物质，通过化学反应去除表面的残留物和氧化层。
最后，通过热处理使表面晶格重新排列，达到更好的平坦度。
CMTP的关键技术包括磨削液的选择、磨削头的设计和磨削参数的控制。
磨削液的选择要考虑其对表面材料的化学反应性和磨削性能，以及对磨削头的腐蚀性。
磨削头的设计要考虑其磨削效率和对表面的损伤程度。
磨削参数的控制包括磨削速率、压力和温度等，需要根据具体材料和工艺要求进行优化。
CMTP在半导体制造中的应用广泛。
在芯片制造过程中，由于晶圆的表面存在很多不平坦的部分，如氧化层、金属线等，这些不平坦部分会影响到芯片的性能和可靠性。
通过CMTP可以将表面平坦度控制在几个纳米的范围内，大大提高芯片的质量和可靠性。
除了半导体制造，CMTP还在其他领域有广泛的应用。
例如，在光学元件的制造中，CMTP可以去除表面的划痕和氧化层，提高光学元件的透明度和光学性能。
在陶瓷制品的加工中，CMTP可以提高陶瓷的表面光洁度和平整度，使其更具美观性和实用性。
化学机械热磨浆是一种重要的表面平坦化工艺，广泛应用于半导体制造和其他领域。
通过磨削和化学反应的结合，可以实现高质量的平坦化效果。
CMTP的关键技术包括磨削液的选择、磨削头的设计和磨削参数的控制。
通过CMTP可以提高芯片、光学元件和陶瓷制品的质量和性能，推动相关行业的发展。
热磨机械浆
3．盘磨机齿盘结构
⑴分类：从结构上分：整体齿盘、组合齿盘 从形状上分：圆形、扇形 从用途上分：一段齿盘、二段齿盘、精 磨齿盘、精渣齿盘 ⑵齿盘分区：破碎区、中间区、精磨区 齿盘上齿的数量、粗细、齿沟槽的深浅，齿 的排列形状，齿的梯度，齿盘上各磨浆区的 分配，对磨浆性能及能耗有重要作用。
㈡盘磨机磨浆机理
5．磨盘间隙
⑴ 第一段离解纤维，间隙大些； 第二段精磨发展强度，间隙小些。 ⑵ 浓度一定，间隙小，能耗大。 ⑶ 盘磨的振动范围在200μm内，提高浓度有利于吸收 盘磨振动。
6．磨盘特征
⑴齿形： ①齿的长短、粗细、数量；②齿槽的深浅、宽窄和 分布；③浆档的设置；④齿纹的排列与分布；⑤齿盘 各区的划分与面积。 ⑵齿盘锥度：单位径向齿长上的坡度大小。 锥度的目的：原料易于进入，避免机械能量骤增。 磨浆浓度↑→锥度↑ ⑶齿角（25～45°）：增大齿角，有利于发展纤维强度。 减小齿角切断作用增大，细纤化作用减小。 ⑷齿盘材料：影响盘磨寿命的最重要因素。 冷硬铸铁齿盘，铬、镍、钼合金齿盘，陶瓷、 塑料齿盘。
2.机械法制浆的发展
年代 1852 1962 1975 1978 1990 7 0 年 代 8 0 年 代 机械浆 SGW RMP、TMP RMP、 CMP、 CMP、SCMP CTMP、 CTMP、BCTMP APMP PGW、 PGW、TGW ASSC、 NSSC、ASSC、 原 白松、 白松、杨 枝桠材、木片 枝桠材、 松,杉,杨,桉, 桦, 非木 松,杉,杨,桉, 桦, 非木 松,杉,杨,桉, 桦, 非木 提高强度 BioSCP、 Bio-MP 、SCP、 料 产 新闻纸 纸板、瓦楞原纸 纸板、 纸板,书写,印刷, 文化用纸 纸板,书写,印刷, 文化用纸 纸板,书写,印刷, 文化用纸 品 得率 （%） 95 90～ 90～ 95 85～ 85～ 95 90～ 90～ 92 90～ 90～ 92
马尾松CTMP浆纤维表面特性表征的研究的开题报告
马尾松CTMP浆纤维表面特性表征的研究的开题报告一、研究背景及意义：随着人们对环保和可持续发展的重视，木材资源的合理利用和高效转化越来越受到关注。
马尾松是我国南北各地都有分布的乔木之一，具有生长速度快、适应性广、木质纤维长度较长等优点，因此被广泛用于制浆造纸、建筑等领域。
然而，马尾松中所含的树脂和木色素等物质使得其纸浆的品质不如其他松木和针叶木种，因此需要进一步提高其纤维素质和加工能力。
而近年来，越来越多的研究表明，化学热机械法（CTMP）制浆是实现木材高效转化的重要途径之一，它可以通过控制温度、压力和化学药品等条件，使得木材纤维发生微观结构和化学组成的改变，进而提高其纤维素质，达到节能环保的目的。
因此，本研究选取马尾松为原料，通过化学热机械法制浆，研究其纤维表面的形态、组成和理化性质等特性，旨在探究马尾松制浆过程中的机理和规律，提高其纤维素质，为其高效加工和综合利用提供理论和技术支撑。
二、研究内容和方法：1.研究内容本研究将分为以下几个方面的内容：（1）马尾松原料的制备和性质表征。
（2）化学热机械法制浆的工艺条件优化。
（3）对制浆过程中纤维表面形态、组成和理化性质等特性进行表征和分析。
（4）探究制浆过程中的机理和规律，提高马尾松纤维素质。
2.研究方法本研究将采取以下方法：（1）对马尾松原料进行物理、化学和组织学等方面的表征和分析。
（2）根据化学热机械法制浆流程，通过单因素实验和正交试验等方法，优化制浆工艺条件。
（3）采用扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪等分析测试设备，对制浆过程中的纤维表面形态、组成和理化性质等特性进行表征和分析。
（4）通过对制浆过程中的机理和规律进行探究，从微观和宏观两个角度提高马尾松纤维素质。
三、预期研究成果：1.优化化学热机械法制浆工艺条件。
2.揭示马尾松制浆过程中纤维表面形态、组成和理化性质等特性的变化规律。
3.探究马尾松制浆过程中的机理和规律，提高马尾松纤维素质。
化学机械浆
CMP的漂白
漂白方法：同磨木浆 漂白剂：亚氯酸钠、过氧化物、亚硫酸钠 漂白程度：可从40~50%ISO漂至60~70%ISO
废液的回收及排放
化学处理后的废液可以补充化学药品后再次使用。 洗浆后的废液可以回用做磨浆机、筛选和净化稀释水。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
10
Tianjin University of Science & Technology
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
11
Tianjin University of Science & Technology
2 化学处理的作用原理：
（1）预汽蒸：排除木片中的空气，增加木片中的水分含量， 提高木片温度，有利于浸渍时更快地吸收药液，增加木片的 水分含量。
第三章 高得率制浆（High Yield Pulping）
17
Tianjin University of Science & Technology
（2）木片挤压程度：
进一步除去木片内的空气，促进木片对药液的吸收更快并更 均匀，需挤压木片，挤压由进料螺旋实现。 1:1 无挤压作用，仅起输送作用； 2:1 压缩的木片形成料塞，可起密封作用； 2.5:1 木片体积与原木材相似，木片表面的空气被除去 4:1以上 进一步除去木片内的空气，有利于木片吸收更多的药 液，均匀浸透。
CMP发展
• 在常温或在一定温度(压力)下，用化学药品预处 理（预浸渍）木片(草片)，然后常压下在磨浆机 里磨解成浆，并进行制浆后处理（消潜、筛选 、漂白等）。 • 此法已有较长的历史，最早于1947年出现第一 次研究的报道。最先使用的是冷碱法(Cold Soda CMP)，此法至今仍在CMP领域中占主要 地位。后来又出现在一定温度(压力)下进行化学 处理，并使用Na2SO3 。 • 按使用药液的不同，CMP可分为：冷碱法和亚 硫酸盐法。后者发展为SCMP。
制浆方法的分类和纸浆品种的名称
制浆方法的分类和纸浆品种的名称制浆方法可分为：化学法和机械法以及处于两者之间的化学机械法、半化学法。
它们还可以进一步细分如下：化学法：（1）碱法：包括烧碱法（苛性钠法）、硫酸盐法、预水解碱法、石灰法。
（2）亚硫酸盐法：包括用不同pH值、不同盐基（钙、镁、钠、铵）的方法。
机械法：有原木磨本法（磨石磨本法SGW和PGP）、木片磨木法（RMP和TMP）。
化学机械法（CMP）：化学热磨法（CTMP）、磺化化机浆（SCMP）、碱性过氧化氢化机浆(APMP)半化学法。
各种制浆方法的应用范围大致如下：烧碱法和硫酸盐法主要用于蒸煮各种植物纤维原料，以生产各种用途的化学浆、半化学浆和化学机械浆。
预水解碱法（或硫酸盐法）主要用于木材或草类原料生产人纤浆粕和其他可溶性浆粕以及高级纸张用纸浆。
石灰法主要是用来蒸煮稻、麦草生产半化学草浆制造黄板纸或瓦楞原纸，也可用来蒸煮破布浆配抄打字纸或其他高级纸张。
亚硫酸盐法可根据不同的原料、以不同pH值、不同盐基（钙、镁、钠、铵）制备不同用途的化学浆、半化学浆和化学机械浆。
原木磨木法是生产磨木浆的主要方法。
木片磨木法，特别是预热机械法（TMP）、化学热磨法（CTMP）和化学机械法（CMP），已经得到很广泛的应用。
非木材纤维原料，也可以用化学机械法制浆。
纸浆的命名，是根据所用的原料和制浆方法，如漂白烧碱法草浆、未漂硫酸盐针叶木浆、磨石磨木浆等。
不同原料，用不同的制浆方法制得的浆，其白度相差很大，根据成品的要求，有些纸浆不需进行漂白，即可用于造纸，如用磨木浆和亚硫酸盐木浆造新闻纸；用本色硫酸盐浆造水泥袋纸、电缆纸、电容器纸等；用本色浆造板纸和一般包装纸；有些纸张则需用半漂或全漂浆制造，如一般文化用纸和卫生纸。
经过精制的浆则供溶解或其他加工用。
我国化学机械浆生产现状、存在的问题和建议——浅析化机浆生产过
根据预浸药剂和磨浆方式，化机浆可以分为： CMP、CTMP 和 APMP 等类型。
表 1 不同化机浆方法的对比
制浆 方法 CMP CTMP温度/℃ 浓度/% 时间/min
NaOH
RT
20 50~120
Na2SO3 ≥135 30~35 5~8
NaOH H2O2 75~85 30~35 25~45
磨浆配置
常压高浓 压力高浓 压力高浓或 常压高浓
2 化机浆发展历程回顾
2.1 TMP TMP（Thermo-Mechanical Pulping，TMP）热磨
机械法制浆，常用于云杉、颤杨等密度适中、材色 较浅的成熟木材或木材加工剩余物制成的木片制 浆，制浆得率高（≥90%），经过漂白，可用于配抄 新闻纸、白纸板、广告插页等。20 世纪 80 年代， 吉林造纸厂引进了 Sunds-Defiberator 公司的 TMP 生
（2）混合木片的影响。大部分工厂以商品木片 为原料生产化学机械浆。采用进口木片还好，而对 于国产木片，尤其是由国内小木片商供应的木片，其 品质几乎无法控制，特别是木片的树种情况十分复 杂。为了改善预浸效果，目前多采用不同压缩比螺 旋对木片进行挤压预处理。旨在排出木片中空气、 疏松木片结构，提高比表面积，改善浸渍效果。但 对于密度差异大的混合木片，在挤压时密度低（软） 的木片首先受挤压产生形变，密度高（硬）的木片所 受挤压作用较小，预浸均一性和预浸效果可想而知。 3.2 预浸软化
节能型化机浆se-CTMP：高效节能工艺助力化机浆生产增效
节能型化机浆se-CTMP：高效节能工艺助力化机浆生产增效⊙ 杨振宇杨振宇 先生湖南正达纤科机械制造有限公司副总经理，高级工程师。
在造纸行业工作36年，先后从事过设备技术、生产管理、工程项目及设备管理等工作。
节能使命：在第75届联合国大会上，中国国家领导人承诺2030年中国要实现碳达峰，2060年中国要实现碳中和。
减少碳排放就是爱护人类自己，构建人类命运共同体。
节约1k W·h电相当于：减排0.272k g碳、0.997k g二氧化碳、0.03kg SO2、0.015kg NOx。
为满足纤维原料的需求，应进一步加大国内农林剩余物的开发利用。
非木材纤维原料如：竹类、芦苇、麦秆、棉秆、甘蔗渣、玉米高粱秸秆等可部分取代进口废纸；木材纤维原料如：木材加工边角料、枝丫材、建筑废弃模板、旧的房屋檩条、速生林等都可取代进口废纸用于制浆。
正达纤科推出se-CTM P工艺，结合类似“化浆的前端物料处理”（浸渍、时间换能耗）+“化机浆的磨浆”工艺+后端筛选，达到节能的目的。
1开发背景1.1浆的缺口2021年我国原生浆产量：木浆1809万t，非木浆554万t。
我国造纸原料缺乏，需大量进口纸浆。
2020年全球料筛选、渣浆再磨、浓缩洗涤、浆料漂白。
如图3。
1.4.2P-RC APMP工艺流程主流程包括：木片洗涤、化学预处理、高浓磨浆与漂白、浆料筛选、渣浆再磨、浓缩洗涤。
如图4。
1.5化机浆工艺特点化机浆与废纸浆撕裂强度比较如图5，化机浆与废纸浆抗张强度比较如图6，化学机械法制浆得率比较如图7，化机浆与废纸浆松厚度比较如图8。
1.6几种高得率浆的水电消耗传统CTMP：吨浆电耗＞1600kW ·h 传统P-RC APMP：吨浆电耗＞1200kW ·h se-CTMP：吨浆电耗＜600kW ·h （木粉抄不了片，回收不了，浪费资源）传统CTMP：吨浆水耗：15t传统P-RC APMP：吨浆水耗：10～12t纸浆贸易为6246万t，中国实际进口纸浆3135万t，2021年中国实际进口纸浆3052万t。