!"

#$%&’ $() #$%&’ *$+,(-

.$( /00"

123 4

声阻抗等 ! 之间存在的关系，通

过 这 些 超 声 量的 测 定 来 分 析 介

质的特性，评价介质质量和测出

某些与工程有关的参量

" # $

。

5

超声波在造纸工业中的

应用

超声波技术以其作用力强，

作 用 面 宽 ， 对环 境 无 污 染 的 特

点，在造纸工业中得到了很好的

应用，特别是在废水处理、废纸

的 回 收 利 用 和纸 张 在 线 检 测 方

面显示了广阔的应用前景。

#% &

超声波纤维预处理

利用超声技术处理纸浆，使

之产生机械的打浆效应，这早在

上世纪 ’( 年代就已经有研究者

提出了。多年来，

经研究发现，

用

超声波处理木浆，具有与机械打

浆、精浆相似的效果，可对纤维

细胞壁产生位移、变形以及细纤

维化等作用

" ’，) $

。这主要是由于

超 声 波 空 化 产生 的 微 射 流 对 纤

维的冲击、剪切作用，使纤维细

胞壁出现裂纹，细胞壁发生位移

和变形，初生壁和次生壁外层破

裂脱除，次生壁中层 * +, ! 暴露出

来；或使纤维产生纵向分裂，发

生细纤维化。唐爱民等

" - $

将超声

技 术 应 用 于 速生 材 木 浆 纤 维 的

预处理，实验发现超声波处理不

仅 对 纤 维 有 机械 打 浆 效 应 ， 而

且，经超声波处理后，纤维的保

水值增大，纤维的可及度和反应

性能显著提高。对于含有较多果

胶质的纤维如桑、麻等，利用超

声 波 进 行 预 处理 可 以 达 到 很 好

的脱胶效果，如蒋国华

" . $

用超声

波处理大麻，处理过程不添加任

何药品，

仅 &)/01，

胶质去除率即

达到 ,(2 ，传统的预酸工艺则需

要 &,(/01，而且超声波预处理对

纤 维 的 损 伤 也 要 比 酸 法 小 得

多。另外，对于纤维特别是合成

纤维的表面改性，超声波更是起

到了很好的作用。刘丽等

" 3 $

用超

声波技术处理芳纶纤维，研究发

现 ， 超 声 作 用可 以 活 化 纤 维 表

面，使芳纶纤维表面含氧官能团

增加，引起纤维表面张力中极性

分子增加了 ,#% )2 ；

研究还发现

超声对纤维表面有刻蚀作用，纤

维比表面增加了 #)2 ，大大增加

了纤维的层间结合能力。

#% ,

超声波废纸脱墨

超 声 波 脱 墨 技 术 率 先 由 美

国 +456 7 +89:;<=> 州 的 ?<9:0

和 ?>1@ 以及加利福尼亚州立大

学 AB1@ C>:;D 的 5:0/E:FF8 两个

研究小组研究成功，结果表明，

超 声 波 在 脱 墨和 提 高 纸 张 性 能

* 抗张强度、

耐破度、

伸长率 ! 方面

都取得了令人满意的效果

" G $

。空

化作用产生的巨大能量，不仅能

使油墨粒子松驰，并从纤维表面

移开，还可使油墨粒子自碎解。

用 不 同 频 率 的超 声 波 可 以 脱 除

各种大小的油墨粒子，用来处理

激光打印纸和各种办公用纸。该

法 优 点 是 ： 少用 或 不 用 化 学 药

品，

降低成本，减轻废水污染；

对

高光泽油墨除去率高，脱墨效果

好；HIJ 的耐破因子、裂断长、伸

长率、白度等指标有明显提高，

而 撕 裂 因 子 却 不 会 有 任 何 减

小。K0FF0:/ 等

" &( $

研究了超声波

处 理 含 有 静 电复 印 纸 的 办 公 混

合 废 纸 油 墨 脱除 情 况 ， 结 果 表

明，浮选之前采用间歇法或连续

法 超 声 波 处 理能 够 裂 解 油 墨 粒

子，降低油墨粒子尺寸，裂解后

的 油 墨 粒 子 采用 浮 选 的 方 法 较

易脱除。 5B9/:1 等人用超声波

处理含大的、扁平片状油墨废纸

的结果表明，超声波能分裂和疏

松粘性很强的油墨粒子，浆料中

粒径小于 &’(!/ 的油墨粒子的

比率显著增加。超声波处理的诱

人 之 处 在 于 它 对 过 程 温 度 不 敏

感，在不添加化学药品时，对减

小颗粒的尺寸非常有效。此外，

超 声 波 处 理 产 生 了 细 纤 维 化 作

用，改善了纸浆的机械性能和物

理强度

" && $

。伍红、

谢益民等

" &, $

进

行 了 酶 与 超 声 波 协 同 作 用 对 废

旧彩色胶印新闻纸的脱墨研究，

处 理 后 浆 的 白 度 比 空 白 样 提 高

)2 I+L， 无 机 颜 料 含 量 明 显 降

低，纤维表面的油墨粒子大部分

被除掉。研究发现，超声波的主

要 作 用 是 提 高 了 酶 对 纤 维 素 表

面碳水化合物的水解速度，因而

有利于油墨的脱除。

#% #

超声波废水处理技术

国外研究表明，利用超声波

处理各种含氯废水、有机废水，

仅 处 理 ,( M ’(/01， 即 能 达 到

3(2 以上的去除率。超声波废水

处理过程中，空化作用产生的局

部高温、高压一方面可以对水中

污染物直接产生热降解作用，另

一 方 面 在 高 温 高 压 环 境 下 产 生

了氧化电位很高的羟基自由基，

这些自由基具有很强的氧化性，

化学性质活泼，可在空化气泡周

围 界 面 或 在 气 泡 界 面 区 重 新 组

合，也可与气泡中挥发性溶质反

应，甚至在溶液中与可溶性溶质

反应，形成最终产物，从而使常

规 条 件 下 难 处 理 的 污 染 物 得 到

降解。J% N% O<1@

" &# $

等对纸浆漂

白 废 水 进 行 超 声 、 紫 外 光 协 同

P

,

L

,

催化氧化，

比单独紫外光催

化氧化脱色效果提高 ’(2 ，

且溶

液中的溶解氧明显减少，说明采

用超声辐射增加了 L

,

的转化率

和使用率。J>Q90>9

" &’ $

研究了超声

生化处理四氯酚、五氯酚等，发

现 这 些 物 质 基 本 上 降 解 为 NL

,

知 识 之 窗