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文档简介

1、造纸助剂造纸助剂 此处添加副标题内容国际造纸产业形势国际造纸产业形势 2010年全球纸和纸板总产量为3.939亿t,比2009年增加6.3 全球纸和纸板产量以亚洲地区最高, 欧洲其次,北美洲居第三位 2010年全球纸浆总产量为1.856亿t,比2009年(1.778亿t)增长了4.4 2008年,人均表观消费量在200 kg以上的除了上述5 个国家外, 还有德国(247 kg) 、日本(241 kg) 、丹麦(224 kg) 、新西兰(215 kg) 、瑞士(214 kg) 、荷兰(211 kg) 、加拿大(209 kg) 等国家。 中国,2008年60kg,2010年68kg国内造纸产业形势

2、国内造纸产业形势造纸化学品行业造纸化学品行业 SRI咨询公司(SRIC)研究报告,2008年球制浆造纸化学品市场消费规模为330亿美元,其中,专用化学品消费规模为160亿美元,普通制浆和造纸化学品消费规模为170亿美元 2008年,我国造纸化学品占全球制浆造纸化学品总市值的7.8%,远低于美国的23.3%,也低于日本的12.5%,与当年我国纸和纸板总产量占全球总产量20.4%的比例极不相称。 2009年我国纸和纸板的总产量达8640万吨,我国造纸用化学品的销售额大致为500亿600亿元人民币,利税100亿150亿元人民币,带动下游产业15000亿元人民币 国际造纸化学品知名跨国公司如凯米拉、汽

3、巴精化、赫克力士、巴斯夫、陶氏化学、纳尔科、依卡、科莱恩和巴克曼参考教材参考教材 安郁琴 刘忠主编制浆造纸助剂 刘温霞 邱化玉,造纸湿部化学品 沈一丁编,造纸化学品的制备和作用机理 胡惠仁等编,造纸化学品主要内容主要内容 第一章 绪论 第二章 造纸用水溶性聚合物 第三章 制浆化学品 第四章 施胶剂 第五章 助留剂和助滤剂 第六章 增强剂 第七章 加工纸用化学品 第八章 其他造纸助剂 第一章第一章 绪论绪论1.1 概述 1.2 造纸助剂的现状及展望 1.1 1.1 概述概述1.1.1 造纸工序简介制浆:蒸煮 、洗涤 、筛选、漂白抄纸:打浆、施胶、加填、染色、机前净 化、添加助剂、抄纸纸的加工:加

4、工纸 1.1.2 1.1.2 制浆造纸化学助剂制浆造纸化学助剂分类分类 制浆造纸化学助剂 :在制浆造纸过程中,为提高纸浆或纸张的某些特性、降低物料消耗和改善操作条件等,向主物料中加入的少量化学物质的总称。 造纸化学品:与制浆造纸生产过程有关所有化学品。除包括造纸助剂外,还包括大宗通用的造纸化学品:如碱、漂液、填料、颜料等。提高纸机的生产效率、提高纸机的生产效率、改善纸机的运转性能改善纸机的运转性能使纸张获得各种特殊性能使纸张获得各种特殊性能1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 1、纸机湿部:造纸生产中从纸浆流送到形成湿纸幅的部分,主要包括上浆系统、纸

5、机网部和压榨部。 2、造纸湿部化学:研究纸料各组分(包括助剂)在滤水、留着、成形及白水循环过程中相互间反应与作用的规律,及这些作用对纸机运转性能和产品质量的影响。 1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 3、细小纤维: 纸料组分中能通过200目(或相当于直径76m的小孔)筛的能在光学显微镜下看到的所有粒子。其中包括纤维性细小纤维和填料,但不包括可溶性物质和胶体物质。一般习惯于将纤维性细小纤维直接称为细小纤维。 1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 4、阴离子干扰物 (anionic disturbing su

6、bstances):有时也称阴离子杂质(anionic trash),是纸料组分中除纤维、纤维性细小纤维、填料、各种功能添加剂和过程助剂之外的溶解性和胶体性物质,简称DCS(dissolved and colloidal substances)。 1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 5、表面电位与zeta电位 纤维和细小纤维等固体纸料组分因表面带有电荷而产生表面电位,但表面电位不能直接测定,我们所能测定的是纸料表面的Zeta电位,即固体表面双电层中滑移面上的电位。 6、双电层的概念滑移面滑移面(slipping plane),(slipping p

7、lane),即即剪切面剪切面(shearing plane)(shearing plane)。随胶体颗。随胶体颗粒一起泳动的粒一起泳动的吸附层吸附层,和不随胶体颗粒泳动的,和不随胶体颗粒泳动的扩散层之间的界面扩散层之间的界面IHPIHP层层:由紧紧地吸附于带电的:由紧紧地吸附于带电的胶粒表面上的胶粒表面上的未水化的离子未水化的离子组组成,即所谓的成,即所谓的sternstern层层吸附层吸附层表面双电层表面双电层在滑移面上的电势在滑移面上的电势称为电动势称为电动势或或ZetaZeta电势电势(或(或ZetaZeta电位电位)。)。OHPOHP层层:由:由水化离水化离子子组成,外组成,外Helm

8、holtzHelmholtz面即为面即为滑移面滑移面,其隶属,其隶属于扩散双电层的于扩散双电层的范围。范围。1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 6、聚电解质(polyelectrolyte) :在分子链上带有许多可解离基团的高分子聚合物。 阴离子阴离子聚电解质聚电解质阳离子阳离子聚电解质聚电解质天然聚电解质:淀粉、瓜尔胶、壳聚糖、聚甘露糖等,来自天然植物和动物。合成聚电解质:由小分子经聚合或缩合形成的高分子量的聚电解质。如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚酰胺聚胺环氧氯丙烷、聚丙烯酸等。天然衍生物类聚电解质:天然聚电解质经改性和接枝

9、获得,如羟丙基淀粉,丙烯酰胺淀粉接枝共聚物。 1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念l聚电解质三个特征参数:电荷属性:阳离子、阴离子和两性聚电解质分子量电荷密度 天然聚电解质天然聚电解质及其衍生物类:取决及其衍生物类:取决于它们的来源和品种(薯类淀粉大于于它们的来源和品种(薯类淀粉大于谷类淀粉)谷类淀粉)合成聚电解质合成聚电解质低分子量:小于低分子量:小于1010万万中分子量:中分子量:1010010100万万高分子量:高分子量:100500100500万万超高分子量:大于

10、超高分子量:大于500500万万马铃薯和木薯淀粉中支链淀粉含量高于玉米马铃薯和木薯淀粉中支链淀粉含量高于玉米淀粉,而且其直链淀粉的聚合度(分子量)也比淀粉,而且其直链淀粉的聚合度(分子量)也比玉米淀粉高出很多,马铃薯链直链淀粉的分子量玉米淀粉高出很多,马铃薯链直链淀粉的分子量在在3-3.53-3.510106 6之间,而玉米直链淀粉的分子量在之间,而玉米直链淀粉的分子量在0.8-1.80.8-1.810106 6之间。之间。 天然聚电解质天然聚电解质及其衍生物类及其衍生物类低低取代度取代度淀粉:取代度淀粉:取代度0.020.02中取代度淀粉:取代度中取代度淀粉:取代度0.030.03高取代度淀

11、粉:取代度高取代度淀粉:取代度0.050.05合成聚电解质合成聚电解质低电荷密度型:低电荷密度型:离子度离子度110110中电荷密度型:离子度中电荷密度型:离子度10401040高电荷密度型:离子度高电荷密度型:离子度40804080特高电荷密度型:离子度特高电荷密度型:离子度80100%80100% 取代度取代度(DS) DS) :淀粉的取代度是指每个:淀粉的取代度是指每个葡萄糖单元中活性羟基被取代的数量葡萄糖单元中活性羟基被取代的数量摩尔取代度摩尔取代度(MS)(MS):指平均每摩尔葡萄糖:指平均每摩尔葡萄糖单元中结合的取代基的摩尔数量。单元中结合的取代基的摩尔数量。离子度离子度:离子单体

12、占总单体的:离子单体占总单体的摩尔百分比摩尔百分比1.1.3 1.1.3 造纸助剂应用中涉及的一些概念造纸助剂应用中涉及的一些概念 7、阳电荷需要量 :完全中和纸料中的负电荷所需要的标准阳离子聚电解质的量,就称为阳电荷需要量,单位为meq/L,和eq/L。所用标准阳离子聚电解质一般为聚二烯丙基二甲基氯化铵(polyDADMAC)所用标准阴离子聚电解质为聚乙烯硫酸钾(PVSK)。毫克当量毫克当量(meq)(meq)表示某物质和表示某物质和1mg1mg氢的化学活性或化合氢的化学活性或化合力相当的量力相当的量1mg1mg氢,氢,23mg23mg钠,钠,39mg39mg钾,钾,20mg20mg钙和钙和

13、35mg35mg氯都是氯都是1meq1meq。换算公式换算公式meq/Lmeq/L(mg/L)(mg/L)原子价原子价/ /化学结构式化学结构式mg/Lmg/L(meq/L)(meq/L)化学结构式量化学结构式量/ /原子价原子价mg/L = mmol/lmg/L = mmol/l化学结构式量化学结构式量所以所以meq/L=mmol/Lmeq/L=mmol/L原子原子( (注:化学结构式量原子量或分子量注:化学结构式量原子量或分子量) ) 1.2 1.2 造纸助剂的现状及展望造纸助剂的现状及展望1.2.1国外制浆造纸化学助剂现状 从一个配角发展成为精细化学品工业的主要支柱行业,并且占有很大的市

14、场份额。造纸工业发达的国家也是化学助剂开发和应用技术先进的国家。专有的造纸化学品公司,技术力量雄厚,技术服务到位。 1.2.2 1.2.2 国外造纸助剂品种发展趋势国外造纸助剂品种发展趋势p再生纤维回用率的提高,脱墨化学品的开发与应用迅速发展。 p随着纸机车速的高速化和白水系统的高封闭化,对湿部体系的留着、滤水和成形有了更高的要求,使助留助滤剂的生产和应用受到重视。 p酸性抄纸转化为中碱性造纸,使中碱性施胶剂发展迅速p纸张增强方面,干湿强剂用量不断提高。淀粉类干强剂应用最普遍,其次丙烯酰胺类;湿强剂向环保型发展。p涂布胶粘剂的发展方向是研制适用于高速涂布用的合成胶乳以及改性淀粉等。1.2.31

15、.2.3国内制浆造纸化学助剂发展现状国内制浆造纸化学助剂发展现状p研制和生产起步较晚,出现了一些可以与国外产品抗衡的助剂厂。p总体,助剂厂规模较小,品种较少,质量不够稳定,无系列产品,不能配套推广。 p过程助剂发展相对较慢,而功能助剂和涂布用化学品的发展较快。p很多助剂厂模仿国外产品,以低价求生存。p并非造纸专业助剂厂,对造纸过程不熟悉,影响产品的推广应用。本章重点本章重点造纸助剂的分类造纸助剂应用中涉及的概念第二章第二章 造纸用水溶性聚合物造纸用水溶性聚合物 2.1 概述2.2 造纸用水溶性聚合物的合成2.3 水溶性天然高分子及其改性物 2.12.1概述概述溶于水的聚合物具有聚合物链节,链节

16、上有极性的、亲水的基团,如胺基、羧基、酰胺基、醚基等精细化工的两个支柱之一(另一个表面活性剂)全球主要市场9领域:水处理、造纸、食品、纺织、化妆品、聚合工艺、清洁洗涤、建材及其他2.1.12.1.1分类分类2.1.2 2.1.2 性能性能水溶性聚合物的性能:溶解性、增稠性、成膜性、黏合性、分散性、絮凝性、缓蚀性、成胶性、吸水性、润滑性、螯合性等决定溶解性能的因素提高溶解性的途径n亲水性亲水性n是否具有结晶结构(纤维素和淀粉)是否具有结晶结构(纤维素和淀粉)n分子结构(线性还是分支)、分子量分子结构(线性还是分支)、分子量n温度温度n在分子中引入足够的亲水基团在分子中引入足够的亲水基团,如不溶于

17、水的亚麻油,如不溶于水的亚麻油通过双键的加成反应引入足够的羧基,就可溶于水。通过双键的加成反应引入足够的羧基,就可溶于水。n降低聚合物的结晶度降低聚合物的结晶度,如甲基纤维素、乙基纤维素减,如甲基纤维素、乙基纤维素减少氢键缔合,可溶于水。少氢键缔合,可溶于水。n利用聚电解质的反离子力的作用促进溶解利用聚电解质的反离子力的作用促进溶解,如藻蛋白,如藻蛋白酸钠的溶解及氯化钠的增溶作用。酸钠的溶解及氯化钠的增溶作用。n提高温度提高温度2.2 2.2 造纸用水溶性聚合物的合成造纸用水溶性聚合物的合成2.2.1 聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)2.2.2 聚丙烯酸(polyacryli

18、c acid,PAA)2.2.3聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol, PVA)2.2.4 聚氧化乙烯(polyethylene oxide,PEO)2.2.5 聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEl)2.2.6聚酰胺多胺环氧氯丙烷 (PAE)2.2.7氨基树脂2.2 2.2 造纸用水溶性聚合物的合成造纸用水溶性聚合物的合成n干强剂、助留剂、助滤剂、絮凝剂干强剂、助留剂、助滤剂、絮凝剂2.2.1 聚丙烯酰胺polyacrylamide,PAM丙烯酰胺AM及其衍生物的均聚物和混聚物的统称。含50%以上AM单体的聚合物范称为聚丙烯酰胺线型水溶性高分子,1954年美国实现商

19、业化。中国是目前PAM最大生产国,占全球销量的40%*目前应用最广泛的水溶性聚合物之一絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂,水处理、造纸、石油、煤炭、轻纺、地质等行业。阳离子、阴离子和非离子等类型2.2.1.1 2.2.1.1 聚合方法聚合方法 丙烯酰胺AM单体自由基聚合。 按单体介质分散状态:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合 按单体及聚合物的溶解状态:均相聚合、非均相聚合 产品:水溶液胶体、粉状、乳液 2.2.1.1 2.2.1.1 聚合方法聚合方法 水溶液聚合法 8-10AM水溶液+引发剂 PAM水溶液 25-30AM水溶液中浓聚合后经造粒、捏合、干燥、粉碎 干粉 特点:安全、简单、应用普遍N

20、22050n过硫酸钾过硫酸钾+ +亚硫酸钠亚硫酸钠 AM水溶液 油相乳化剂 W/O乳状液 油溶性引发剂 PAM乳液 粉状PAM产品:共沸蒸馏脱水 特点:热量分散均匀,反应体系平稳,易 控制,适合于制备高分子量且分子量分布窄的PAM胶乳或干粉型产品。p 反相乳液聚合法搅拌或外力作用搅拌或外力作用 AM在紫外线或射线下引发直接聚合得固体产品。 特点:工艺简单,但设备投资大,且所得产品分子量分布很宽,故目前未有大规模生产应用。p 辐射引发法2.2.1.2 2.2.1.2 制备方法制备方法非离子型PAM阴离子型聚丙烯酰胺(APAM) PAM 部分水解 与阴离子单体共聚阳离子聚丙烯酰胺(CPAM) PA

21、M的阳离子改性法 AM单体与阳离子单体共聚。两性PAM 化学改性法 共聚法合成 共聚与化学改性相结合阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)PAM的阳离子改性法Hofmann降解反应:将PAM和NaOCl或NaOBr在碱性条件下反应,使PAM部分CONH2变为NH2而带有阳电性Mannich反应: PAM部分CONH2与HCHO、HN(CH3)2发生胺甲基化反应AM单体与阳离子单体共聚AM与阳离子乙烯基单体共聚反应制得CPAM 两性PAM 化学改性法 PAMNaCO3或NaOH水解形成羧基,Hofmann降解反应获得伯胺阳离子基团;或经Mannich反应,获得叔胺阳离子基团。共聚法合成共聚与化学改性相结合

22、将AM、阳离子单体(如丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等)和阴离子单体(如丙烯酸类)共聚后,在合适的条件下再通过Hofmann降解反应获得伯胺基团。 PAM造纸应用分子量100500万,助留、助滤、增干强分子量500万,絮凝剂,造纸废水处理分子量100万,分散剂,颜料分散剂、长纤维分散剂2.2.2 2.2.2 聚丙烯酸聚丙烯酸(polyacrylic acid(polyacrylic acid,PAA)PAA)p聚合物具有增稠性能、分散悬浮性、絮凝聚合物具有增稠性能、分散悬浮性、絮凝性、黏结性、成膜性性、黏结性、成膜性p聚丙烯酸及其共聚物结构聚丙烯酸及其共聚物结构 :p过硫酸铵的引发丙烯酸与丙烯腈水溶

23、液聚合过硫酸铵的引发丙烯酸与丙烯腈水溶液聚合n涂料分散剂涂料分散剂2.2.32.2.3聚乙烯醇聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol, (polyvinyl alcohol, PVA)PVA)白色粉末或絮状物,良好的胶粘强度和成膜性,膜层透明而柔韧乙酸乙烯酯单体在甲醇存在下由偶氮二异丁腈为引发剂进行自由基溶液聚合形成聚醋酸乙烯酯,然后再将其醇解获得PVA。n增强剂、颜料胶黏剂、纸张涂饰剂增强剂、颜料胶黏剂、纸张涂饰剂PVA PVA 性质性质n醇解后的产品中羟基占原有基团(酯基)醇解后的产品中羟基占原有基团(酯基)的百分比的百分比2.2.4 2.2.4 聚氧化乙烯聚氧化乙烯(polyet

24、hylene oxide, PEO) 聚氧化乙烯又称聚环氧乙烷(PEO) ,分子式为HO(CH2CH2O)n H,由聚环氧乙烷( EO)在多相催化剂作用下开环聚合而成。 线型聚合物相对分子质量2.5万,聚乙二醇: 呈粘性液体或蜡状固体。主要用于制备非离子型表面活性剂,可用作润滑剂,增加纸张的光泽和光滑性,并能用于调节涂布剂的粘度,在乳液聚合中可作为保护剂相对分子质量2.5万,聚氧化乙烯或聚环氧乙烷(白色粉末)。n分散剂(分子量分散剂(分子量300300万)、助留剂、增强剂万)、助留剂、增强剂2.2.5 2.2.5 聚乙烯亚胺聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEl)Polyeth

25、yleneimine,PEl)PEI属阳离子支链型高分子,由乙烯亚胺在酸性介质中开环聚合而成:与环氧氯丙烷反应,得到聚乙烯亚胺环氧氯丙烷: n增强剂、助留剂、施胶增效剂增强剂、助留剂、施胶增效剂n阳离子性更强,环氧基提高其阳离子性更强,环氧基提高其反应活性,可与植物纤维直接以反应活性,可与植物纤维直接以化学键结合化学键结合n湿强剂、施胶增效剂湿强剂、施胶增效剂2.2.62.2.6聚酰胺多胺环氧氯丙烷聚酰胺多胺环氧氯丙烷 (PAE)(PAE)p 亦称:聚酰胺-表氯醇树脂p PAE树脂由两步合成:p 第一步,二元酸和三胺发生缩合反应生成聚酰胺多胺p 第二步,聚酰胺多胺与环氧氯丙烷反应合成PAE树脂

26、n湿强剂、胶黏剂湿强剂、胶黏剂2.2.72.2.7氨基树脂氨基树脂(1)脲醛树脂 (UF)甲醛和尿素在中性或偏碱性介质中,首先发生加成反应生成一羟甲基脲,二羟甲基脲等,这些羟甲基衍生物,缩合为低聚物,pH57,80进一步缩合聚合成分子量大于1万的聚合物改性UF,分子链间引入能够电解的化学基团而使其改性为阳离子型或阴离子型 反应中加入NaHSO3,羟甲基发生磺化作用,形成阴离子的水溶性脲醛树脂: -NHCH2OH+ HSO3Na NHCH2SO3Na 加入二亚甲基三胺或其它多胺与羟甲基反应引入胺基: -NHCH2OH+NH2 -NHCH2NH-脲醛树脂改性(2 2)三聚氰胺甲醛树脂)三聚氰胺甲醛

27、树脂(MF)(MF)n湿强剂、防水剂、层压纸粘合剂湿强剂、防水剂、层压纸粘合剂p三聚氰胺与甲醛微碱性条件缩合成的水溶性树脂三聚氰胺与甲醛微碱性条件缩合成的水溶性树脂改性三聚氰胺甲醛 阳离子性三聚氰胺甲醛树脂是加入乙二胺进行改性制成;而阴离子性三聚氰胺甲醛树脂则可通过磺甲基化反应制备. 热固性树脂:高温、酸性条件熟化,成溶剂不溶解、加热不熔化物质。2.3 2.3 水溶性天然高分子及其改性物水溶性天然高分子及其改性物2.3.1淀粉及其改性物2.3.2纤维素及其改性物2.3.3壳聚糖及其改性物2.3.1 淀粉及改性淀粉2.3.1.1 淀粉的化学结构(1)淀粉的基本结构单元 D 吡喃式葡萄糖 n表面施

28、胶、湿部添加表面施胶、湿部添加(2) 淀粉的化学结构直链淀粉:吡喃式葡萄糖单元通过1,4- 键连接支链淀粉:主链是支链淀粉:主链是( -1,4)连接,连接,分支点上含有分支点上含有 ( -1,6)连接的侧链连接的侧链,其侧链偶尔也,其侧链偶尔也有在第三碳位进行连接的。有在第三碳位进行连接的。平均每平均每1827个葡萄糖单元个葡萄糖单元有一个分支点。有一个分支点。支链淀粉o 支链淀粉是随机分支的,分子具有三种形式的链:主链C、内链B和外链A,内链B和外链A均为侧链。C链为主链,由链为主链,由1,4糖苷糖苷键连接的葡萄糖单元组成,具键连接的葡萄糖单元组成,具有还原性末端基,有还原性末端基,C链上具

29、有链上具有很多以很多以1,6糖苷键连接的糖苷键连接的B链(侧链)链(侧链)B链为内链,其自身葡萄糖单链为内链,其自身葡萄糖单元之间以元之间以1,4糖苷键连接,糖苷键连接,其上又有以其上又有以1,6糖苷键连接糖苷键连接的侧链的侧链B链或链或A链链A链为外链,由链为外链,由1,4糖苷糖苷键连接的葡萄糖单元组成,键连接的葡萄糖单元组成,A链链上没有其他侧链。上没有其他侧链。2.3.1.2 淀粉的物理结构直链淀粉与支链淀粉的分子结构 p 直链淀粉:直链淀粉是一种线性聚合物,呈右手螺旋结构,每6个葡萄糖单元组成螺旋的一个节据,在螺旋内部只含氢原子,是亲油的,羟基则位于螺旋外侧。a.a.淀粉脂肪酸包合物b

30、.b.淀粉与碘的变色反应p 支链淀粉:支链淀粉是高度分支的庞大分子,其分支成簇状和双螺旋形式存在,形成许多小的结晶区,结晶区由支链淀粉的侧链有序排列形成。 DP 45 呈蓝色呈蓝色2.3.1.3 淀粉颗粒的分子结构 o 淀粉颗粒由许多环层构成的: :密度差异昼夜光照密度的差异小麦淀粉颗粒小麦淀粉颗粒2.3.1.3 淀粉颗粒的分子结构环层内环层内 呈放射状排列的微晶束。 在微晶束内,因直链淀粉分子和支链淀粉分子的侧链都是直链,这些长短不同的直链淀粉分子和支链淀粉分子的侧链相互平行排列,相邻羟基之间通过氢键结合。 淀粉颗粒的超大分淀粉颗粒的超大分子模型子模型 2.3.1.42.3.1.4 淀粉的分

31、散淀粉的分散淀粉颗粒易于在冷水中形成悬浮体分散成单个分子:糊化,以使颗粒完全地或部分地崩解,以形成单个的分子。淀粉的糊化过程糊化温度 随温度升高颗粒被水渗透而随温度升高颗粒被水渗透而润胀润胀,主要发生在,主要发生在无定形区无定形区,结晶,结晶淀粉仍保持原结构,当到达某一温度时,淀粉颗粒突然高度膨胀;淀粉仍保持原结构,当到达某一温度时,淀粉颗粒突然高度膨胀;分子级分散的分子级分散的直链淀粉直链淀粉从膨胀的颗粒中从膨胀的颗粒中浸出浸出,分散体系的粘度,分散体系的粘度迅速增大,膨胀的颗粒连接起来形成一个连续的相;迅速增大,膨胀的颗粒连接起来形成一个连续的相;淀粉颗粒膨胀到某一点后,开始到淀粉颗粒膨胀

32、到某一点后,开始到崩解崩解,粘度随之下降。当淀,粘度随之下降。当淀粉糊冷却时,淀粉分子链之间通过氢键又连接到一起,导致粘度粉糊冷却时,淀粉分子链之间通过氢键又连接到一起,导致粘度骤然增大,最终导致淀粉的凝胶化。骤然增大,最终导致淀粉的凝胶化。使淀粉变成淀粉糊或凝胶化的温度,称糊化温度。使淀粉变成淀粉糊或凝胶化的温度,称糊化温度。糊化温度随淀粉的品种不同而有差异,较大的颗粒一般较易糊糊化温度随淀粉的品种不同而有差异,较大的颗粒一般较易糊化,如马铃薯淀粉的糊化温度为化,如马铃薯淀粉的糊化温度为6265,淀粉糊的粘度较大,淀粉糊的粘度较大,玉米淀粉的糊化温度玉米淀粉的糊化温度7275 ,小麦淀粉的糊

33、化温度,小麦淀粉的糊化温度6280 ,后两者糊化后的粘度较低。淀粉变性引入亲水基团后,糊化温度后两者糊化后的粘度较低。淀粉变性引入亲水基团后,糊化温度降低。降低。2.3.1.5 2.3.1.5 淀粉的改性淀粉的改性 为什么改性?天然淀粉与纸料的亲和力较差,不易吸附到纤维上,湿部淀粉一般为经改性的带有各种电荷的淀粉,包括阳离子淀粉,阴离子淀粉,两性淀粉和接枝淀粉等。 (1) (1) 阳离子淀粉阳离子淀粉 醚化:淀粉可通过与带有叔胺或季胺基团的阳离子醚化剂反应而引入阳离子基团,改性为阳离子淀粉。 最常用的叔胺醚化剂是2氯-乙基二乙基胺;最常用的季铵醚化剂是2,3环氧丙基三甲基氯化铵。 2氯乙基二乙

34、基胺 2,3环氧丙烷三甲基氯化铵 阳离子淀粉特点:分子间产生斥力,可消除淀粉颗粒间的粘结力,使淀粉易于分散和溶解,且阳离子淀粉比原淀粉更易糊化,取代度越高越易糊化,越不容易出现分层现象。叔胺与季铵型淀粉叔胺的阳电荷靠吸附介质中的H+产生,受体系pH影响很大,pH超过7,叔胺的阳电荷就会大大降低,因此,叔胺型的阳离子淀粉仅用于酸性抄纸中。季胺盐的正电荷靠自身的电离产生,受pH的影响很小,适于所有的抄纸条件。 阳离子取代度一般为一般为0.010.010.070.07,即每,即每100100个个葡萄糖单元中有葡萄糖单元中有1 17 7个阳离子基个阳离子基团,如果淀粉的分子量团,如果淀粉的分子量400

35、400万,取万,取代度代度0.010.01时大约每分子有时大约每分子有250250个单个单位的阳离子电荷,取代度位的阳离子电荷,取代度0.020.02的的淀粉每条链包含淀粉每条链包含500500单位的阳离子单位的阳离子电荷。电荷。(2 2)阴离子淀粉)阴离子淀粉淀粉活性羟基被磷酸及其盐类等酯化或被氧化成羧基,使淀粉衍生物在水中离解带负电荷。阴离子淀粉包括磷酸酯淀粉、带羧基及磺酸基的淀粉、黄原酸酯淀粉及既带羧基又带羰基的氧化淀粉等。常用的是磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉和氧化淀粉。 (2 2)阴离子淀粉)阴离子淀粉磷酸酯淀粉磷酸酯淀粉制备制备磷酸酯淀粉有单、双和三酯,只有单酯是阴离子型的,造纸用磷酸酯淀

36、粉常指磷酸单酯淀粉。制备方法主要有三种:与无机磷酸盐反应;与含氮试剂、磷酸盐反应;与有机的含磷试剂反应。常用无机磷酸盐为:三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等。 磷酸单酯淀粉的制备(2 2)阴离子淀粉)阴离子淀粉羧甲基淀粉的制备羧甲基淀粉的制备 淀粉与一氯乙酸在氢氧化钠存在的条件下,先与氢氧化钠反应形成淀粉钠盐,再与一氯乙酸形成羧甲基淀粉:(2 2)阴离子淀粉)阴离子淀粉氧化淀粉的制备氧化淀粉的制备淀粉经普通氧化作用引起解聚,粘度降低,并使淀粉的C6伯羟基变为醛基,然后转变为羧基;随着温度升高,C2、C3位羟基被氧化为酮基,继而断裂生成羧基。可采用不同的氧化剂制备各种氧化淀粉: 高碘酸氧化制备

37、双醛淀粉;次氯酸钠制备普通氧化淀粉。双醛淀粉的制备(3) (3) 两性淀粉两性淀粉 首先对淀粉进行阳离子化,在阳离子化之后再通过在碱性条件下通过酯化反应产生磷酸盐衍生物; 将淀粉先用磷酸盐酯化,再加入阳离子醚化剂将淀粉醚化。 (4 4)接枝淀粉)接枝淀粉 淀粉与其它单体或聚合物(如丙烯酰胺、丙烯酸酯、聚乙烯亚胺等)接枝共聚制得接枝淀粉。 淀粉接枝共聚物具有淀粉和接枝高分子链两者的性质,随接枝百分率、接枝频率和接枝高分子链平均分子量的大小而有所不同。 淀粉接枝共聚物优点:合成工艺简单,反应条件温和,副反应少,合成工艺简单,反应条件温和,副反应少,原料易购,生产成本低;原料易购,生产成本低;具有淀

38、粉和接枝高分子链的双重特性,同接具有淀粉和接枝高分子链的双重特性,同接枝单体的均聚物相比产品浓度高,粘度低,存放枝单体的均聚物相比产品浓度高,粘度低,存放稳定,价格低,也比阳离子淀粉价廉;稳定,价格低,也比阳离子淀粉价廉;使用方便,不需要昂贵的糊化釜,操作简便,使用方便,不需要昂贵的糊化釜,操作简便,不会产生糊网粘缸现象;不会产生糊网粘缸现象;具有生物降解性,减少了对石油产品的依赖。具有生物降解性,减少了对石油产品的依赖。2.3.2 2.3.2 纤维素及其改性物纤维素及其改性物纤维素是由D-吡喃式葡萄糖单元通过1,4-甙键连接而成的线性均一聚糖,不溶于水, 需要进行改性获得水溶性,改性原理与淀

39、粉类似,主要是醚化。醚化纤维素 制备方法:用NaOH水溶液将纤维素溶胀制得碱纤维素,再与醚化剂反应导入各种取代基,纤维素分子上的羟基OH基转化成醚基OR基,得到纤维素醚或醚化纤维素。 性质:取决于取代基的性质、数量、分布 取代基:烷基纤维素、羧甲基纤维素、阳离子纤维素等。 取代度(DS):每个葡萄糖基上取代基的数量。浆内添加、表面、涂布浆内添加、表面、涂布2.3.2 2.3.2 纤维素及其改性物纤维素及其改性物醚化纤维素 烷基纤维素:在碱性介质中纤维素与烷基氯反应获得 R = CH3, CH2 CH3 羧甲基纤维素:纤维素与氯乙酸钠在碱性介质中反应获得 阳离子纤维素:纤维素与阳离子醚化剂反应获

40、得2.3.3 2.3.3 壳聚糖及其衍生物壳聚糖及其衍生物甲壳素是一种生物大分子,与纤维素具有非常相似的化学结构,分子链也为直链型,它与纤维素的不同点是C2上有一个乙酰胺基。它不溶于水、稀酸碱及一般有机溶剂。 壳聚糖(chitosan)是甲壳素(chitin)脱去乙酰基形成的衍生物。溶解性增强。表面、浆内添加(增强、施胶、助留)表面、浆内添加(增强、施胶、助留)壳聚糖的制备:甲壳素在浓碱中脱除乙酰基得到壳聚糖,可溶于大多数的稀酸溶液而形成阳离子盐。壳聚糖的改性:羟乙基化、羧甲基化、季铵盐阳离子化、与乙烯类单体进行接枝共聚、在醛和酸酐等作用下进行自身交联、与淀粉进行接枝共聚以及重新进行乙酰基化得

41、到甲壳素等在碱性介质中与环氧乙烷反应得到羟乙基甲壳素。在碱性介质中与环氧乙烷反应得到羟乙基甲壳素。用氯乙酸对壳聚糖进行羧甲基化,得到羧甲基化壳用氯乙酸对壳聚糖进行羧甲基化,得到羧甲基化壳聚糖,可提高甲壳素在水中的溶解性。聚糖,可提高甲壳素在水中的溶解性。与乙烯基单体通过自由基引发的方法进行共聚或接与乙烯基单体通过自由基引发的方法进行共聚或接枝反应。枝反应。羟乙基化、羧甲基化及接枝反应羟乙基化、羧甲基化及接枝反应 用交联剂,如甲醛将乙烯基单体聚合物如聚丙烯酰用交联剂,如甲醛将乙烯基单体聚合物如聚丙烯酰胺等结合在壳聚糖分子链上胺等结合在壳聚糖分子链上 如:利用Mannich反应原理,用交联剂(HC

42、HO)通过壳聚糖的胺基与阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的酰胺基进行交联;与阳离子淀粉的羟基进行交联。壳聚糖季铵盐壳聚糖季铵盐 (1)壳聚糖与环氧丙基三甲基氯化铵反应,在壳聚糖的氨基上发生取代,生成壳聚糖羟丙基三甲基氯化铵: (2)将阳离子)将阳离子乙烯类单体与壳乙烯类单体与壳聚糖在引发剂的聚糖在引发剂的作用下进行接枝作用下进行接枝共聚,如共聚,如DMDAMC、DMC 。较多的。较多的是用铈离子作引是用铈离子作引发剂。发剂。 本章重点本章重点1. 2.1.2 溶解性2. 2.2.1 聚丙烯酰胺3. 2.3.1 淀粉及其改性物4. 2.3.3 壳聚糖及其衍生物第三章第三章 制浆化学品制浆化学品 3.

43、1 蒸煮助剂3.2 漂白助剂3.3 废纸脱墨剂3.4 其他制浆助剂 3.1 蒸煮助剂3.1.1 蒸煮助剂的分类及作用原理 p蒸煮助剂:除蒸煮药品以外的用以加速蒸煮液对纤维原料的渗透或加速脱木素作用的化学助剂。p蒸煮助剂作用:缩短蒸煮时间或降低蒸煮温度;减少蒸煮药剂的用量;提高纸浆得率或强度。p分类(以化学组成): n 无机蒸煮助剂n 有机蒸煮助剂 在蒸煮过程中添加的在蒸煮过程中添加的辅助化学药品辅助化学药品是是无机无机物物的称为无机蒸煮助剂。例如:在的称为无机蒸煮助剂。例如:在KP法蒸煮法蒸煮中添加的中添加的多硫化钠多硫化钠(Na2Sx),在硫酸盐法和,在硫酸盐法和烧碱法蒸煮中添加的烧碱法蒸煮

44、中添加的亚硫酸钠亚硫酸钠都属于无机蒸都属于无机蒸煮助剂。煮助剂。 在蒸煮过程中添加的在蒸煮过程中添加的辅助化学品辅助化学品是是有机有机物物的称为有机蒸煮助剂。如既保护碳水化合物的称为有机蒸煮助剂。如既保护碳水化合物又具有脱木素作用的又具有脱木素作用的蒽醌蒽醌(AQ),及早期用,及早期用于加速蒸煮液渗透作用的表面活性剂。于加速蒸煮液渗透作用的表面活性剂。 p蒸煮助剂作用原理 n 加速蒸煮液的浸透:常用的有长链不饱和脂肪酸聚氧乙烯醚为主体的非离子型表面活性剂、烷基磺酸盐类阴离子表面活性剂。n 参与蒸煮反应,保护碳水化合物:如在硫酸盐和烧碱法蒸煮中添加的多硫化钠、AQ。n 改善蒸煮条件 :使纤维原料

45、在相对较低碱度、较低温度下蒸煮较短的时间就达到目的。蒸煮:药液渗透、溶出木素蒸煮:药液渗透、溶出木素3.1.2重要的蒸煮助剂 (1)(1)多硫化钠多硫化钠(Na2Sx)(2)(2)亚硫酸钠亚硫酸钠(3)(3)硼氢化钠硼氢化钠( (NaBHNaBH4 4) )(4)(4)蒽醌蒽醌 (AQ)(AQ)及其衍生物及其衍生物(5)(5)硝基苯硝基苯(6)(6)烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐3.1.2重要的蒸煮助剂 (1) 多硫化钠(Na2Sx) p黄色微晶粉末,吸湿性很强,易溶于水,水溶液一般显黄色,随着x值的增加由黄、橙色而至红色,但最常用的是Na2S2。p造纸中多硫化钠的制备多是在硫酸盐蒸煮液中直接加硫:

46、pMoxy方法:用空气中的氧作氧化剂,用活性炭加以控制氧化程度,将白液中Na2S氧化为Na2SxpNa2Sx中Sx具有链状结构,S原子通过共用电子对相连成S链,主要为S32-、S52-离子过硫链与过硫链与H2O2中的过氧链类似,中的过氧链类似,具有具有氧化性氧化性,它能使碳水化合物它能使碳水化合物醛醛末端末端基氧化成各种碱稳定的基氧化成各种碱稳定的糖酸末糖酸末端基端基,从而停止剥皮反应,提高蒸,从而停止剥皮反应,提高蒸煮得率。煮得率。 (2)亚硫酸钠(Na2SO3)p其中S的氧化数为+4,硫的常见氧化数为-2、0、+4、+6,Na2SO3既有氧化性,又有还原性,在制蒸煮中主要是利用其氧化性。

47、p烧碱法蒸煮时添加Na2SO3可形成碱性亚硫酸钠法蒸煮,硫酸盐法蒸煮时可添加Na2SO3代替部分NaOH和Na2S。 p作用: 保护碳水化合物 蒸煮得率提高:添加Na2SO3可使蒸煮得率提高,纸浆颜色较浅,滤水性好,好洗易漂,废液泡沫少。 磺化木素加入量很少,利用其氧化性能将纤维素和加入量很少,利用其氧化性能将纤维素和半纤维素的半纤维素的醛末端基氧化为羧基醛末端基氧化为羧基,从而,从而减少减少剥皮反应,保护碳水化合物剥皮反应,保护碳水化合物。 3R纤纤CHO+SO32-+3OH- 3R纤纤COO- + S2- + 3H2O (3) 硼氢化钠( (NaBH4) ) 白色结晶粉末,干空气中稳定,湿

48、空气中分解,溶于水,并与水作用产生氢气,碱性溶液呈棕黄色,是一种强还原剂。制备:氢化钠硼酸甲酯法,此法是将硼酸与甲醇作用生成硼酸甲酯,再与(由氢气与钠作用而得的)氢化钠反应即生成硼氢化钠。 作用:能使还原性基团如羰基还原为羟基,从而使纤维素、半纤维素避免剥皮反应,提高了纸浆得率。硼氢化钠(NaBH4)使用特点硼氢化钠( (NaBH4) )使用特点 NaBH4在135的热碱液中即完全分解: NaBH4 + 2NaOH + H2O 4H2 + Na3BO3 最好在80oC左右用NaBH4预处理木片或草片后再进行普通的碱蒸煮。 另外, NaBH4还能使还原性1 4糖甙键断裂,降低纸浆粘度和得率。(4

49、) 连二亚硫酸钠Na2S2O4是一个很强的还原剂,它的水溶液在空气中放置就被空气中的氧氧化,生成亚硫酸盐或硫酸盐:作用:能将浆料中碳水化合物羰基和木素中的羰基还原为羟基,减少了纸浆的发色基团,纸浆颜色变白,同时也增进了脱木素的速率。 染料的生产:以蒽醌为原料,经磺化、氯化、染料的生产:以蒽醌为原料,经磺化、氯化、硝化等,可得到范围很广的染料中间体,用于硝化等,可得到范围很广的染料中间体,用于生产蒽醌系分散染料、酸性染料、还原染料、生产蒽醌系分散染料、酸性染料、还原染料、反应染料等反应染料等制浆中:加快脱木素的速度,缩短蒸煮时间,制浆中:加快脱木素的速度,缩短蒸煮时间,提高纸浆得率,减少废液负荷

50、。提高纸浆得率,减少废液负荷。(5) 蒽醌 (AQ)及其衍生物1) 蒽醌(蒽醌(Authraquinone) p 物理性能:纯的蒽醌为淡黄色针状晶体,工业品物理性能:纯的蒽醌为淡黄色针状晶体,工业品为灰绿色结晶粉末,为灰绿色结晶粉末,微溶于水微溶于水。其分子式为其分子式为C6H4(CO)2C6H4。p 制备:制备:主要采用蒽氧化法主要采用蒽氧化法p AQAQ催化反应催化反应氧化还原氧化还原催化剂催化剂n 碱性条件下,碱性条件下,AQ把碳水化合物分子上的把碳水化合物分子上的隐性醛基氧化隐性醛基氧化为羧基为羧基,避免剥皮反应,避免剥皮反应,自身还原为蒽氢醌自身还原为蒽氢醌AHQ。 n 蒽氢醌碱性条

51、件下蒽氢醌碱性条件下促使木素分子中促使木素分子中芳基醚键迅速断芳基醚键迅速断裂裂,加速木素的溶出;而,加速木素的溶出;而蒽氢醌则同时又被氧化为蒽醌蒽氢醌则同时又被氧化为蒽醌形式。使其可以在很少的用量下,形式。使其可以在很少的用量下,。 碱性条件下电离为易溶的蒽氢醌离子碱性条件下电离为易溶的蒽氢醌离子 (AHQ(AHQ2-2-) )蒽氢醌离子蒽氢醌离子 (AHQ(AHQ2-2-) )与木素大分子中的亚甲基醌与木素大分子中的亚甲基醌结构反应,提供电子结构反应,提供电子促使木素分子中促使木素分子中芳基醚键芳基醚键迅速断裂迅速断裂,加速木素的溶出,加速木素的溶出蒽氢醌同时被氧化为蒽醌蒽氢醌同时被氧化为

52、蒽醌形式。形式。蒽醌改进 存在问题:蒽醌难溶于水,也难溶于碱,难以与蒸煮液均匀混合,很难发挥其最大效能,不溶的蒽醌在黑液的回收时也会造成问题。 改进:溶于有机溶剂后,再利用表面活性剂乳化,分散成细小颗粒。 改性:提高蒽醌溶解性2)蒽醌衍生物一些蒽醌衍生物也应用于蒸煮过程,且由于溶解性较好,并且蒸煮效果更佳。 种类:羟基蒽醌、硝基蒽醌、蒽醌磺酸盐等(6) 硝基苯 p分子式为C6H5NO2,结构式为 p淡黄色澄清液体,难溶于水,作为制浆助剂常用在硫酸盐蒸煮上。其原理主要是利用硝基苯作氧化剂,既氧化木素,又能氧化碳水化合物的还原性末端基,从而得以稳定。但在得率和木素含量相同时,浆的强度较硫酸盐浆差。

53、 (7)烷基苯磺酸盐 p一类阴离子表面活性剂,其中以烷基苯磺酸钠最为常用。具有渗透、乳化、分散、发泡、洗涤去污等功能。生物降解度高,并可在较宽的pH范围内稳定,可用于破布脱色和废棉去除油脂,从而提高漂白破布浆和棉浆的白度。 3.2 漂白助剂3.2.1 漂白化学助剂及分类p漂白化学助剂:漂白过程中,用于提高漂白剂稳定性,减少无效分解或减少纤维素降解,保持漂白后浆强度的化学药品都称为漂白化学助剂。如:氨基磺酸,硅酸钠、硫酸镁等 p分类:n无机漂白助剂:如各种镁盐,Na2SiO3,等。 n有机漂白助剂:如氨基磺酸,螯合剂EDTA,DTPA;尿素等n生物漂白助剂:用于协助纸浆漂白的微生物或酶制剂常称为

54、生物漂白助剂。 漂白目的:以合理的费用,在保持纸浆良好强度和适漂白目的:以合理的费用,在保持纸浆良好强度和适宜造纸性能的情况下,使用适量药品和合理的方法,宜造纸性能的情况下,使用适量药品和合理的方法,消消除纸浆中有色物质和杂质除纸浆中有色物质和杂质,从而生产出一定白度的纸浆。,从而生产出一定白度的纸浆。漂白剂、漂白助剂、漂白设备漂白剂、漂白助剂、漂白设备漂剂:氧气、氯气、次氯酸钠、次氯酸钙、连二亚硫漂剂:氧气、氯气、次氯酸钠、次氯酸钙、连二亚硫酸盐、二氧化氯、臭氧、过氧化氢等酸盐、二氧化氯、臭氧、过氧化氢等氧化漂白(氧化作用除去纸浆中残留的木素,破坏发氧化漂白(氧化作用除去纸浆中残留的木素,破

55、坏发色基团,使色基团,使木素分子氧化溶出木素分子氧化溶出);还原性漂白(选择性);还原性漂白(选择性破坏纸浆中的发色基团结构破坏纸浆中的发色基团结构,并不除去木素并不除去木素)3.2.2 漂白助剂的作用原理 (1)加速漂白剂与发色基团的作用加速漂白剂与发色基团的作用(2)(2)提高各种漂白剂的利用率提高各种漂白剂的利用率n减少漂白剂的无效分解减少漂白剂的无效分解(3)(3)改善各类漂白过程的条件改善各类漂白过程的条件n 为漂白剂提供或维持适当的反应环境为漂白剂提供或维持适当的反应环境: 如如H2O2漂白中加入硅酸钠,既为漂白中加入硅酸钠,既为H2O2的电离提供适当碱的电离提供适当碱性条件,又具

56、有性条件,又具有pH值缓冲性能。值缓冲性能。H H2 2O O2 2 漂白中加入漂白中加入NaNa2 2SiOSiO3 3,可促使,可促使H H2 2O O2 2分解出分解出HOOHOO- -而加速而加速H H2 2O O2 2漂白作用。漂白作用。ClOClO2 2漂白时漂白时, ,添加的少量氧化还原催化剂添加的少量氧化还原催化剂V V2 2O O5 5(0.0080.008),可),可将木素等有色物质氧化将木素等有色物质氧化,加速木,加速木素与漂剂的反应素与漂剂的反应化学漂白中的化学漂白中的漂白剂漂白剂都是都是氧化剂或还原剂氧化剂或还原剂,除了,除了与有色物质作用外,还与有色物质作用外,还易

57、易和周围其他杂质作用或和周围其他杂质作用或受条件影响而受条件影响而分解分解,如,如H2O2就很易与重金属离子就很易与重金属离子作用而分解。作用而分解。可加入螯合剂或可吸附重金属离子的可加入螯合剂或可吸附重金属离子的Na2SiO3、MgSO4 ,防止微量重金属离子对防止微量重金属离子对H2O2的分解,从的分解,从而提高而提高H2O2漂白剂的利用率漂白剂的利用率 3.2.3 常见的漂白助剂及应用 (1)镁的化合物(2)硅酸钠(3)亚硫酸盐(4)磷酸盐(5)氨基磺酸(H2NSO3H)(6)甲脒亚磺酸 (FAS)(7)EDTA、DTPA(8)尿素 3.2.3 常见的漂白助剂及应用 (1)镁的化合物p主

58、要用于阻止氧碱漂白过程中纤维素的碱氧化降解。常见的有碱式碳酸镁、硫酸镁、氧化镁或镁的配合物。 碱式碳酸镁: 分子式:Mg2(OH)2CO3,为白色单斜结晶或无定形粉末 ,微溶于水,能使水呈弱碱性。易溶于酸,在稀酸中分解,放出CO2 。最早的镁盐助剂。 镁盐将反应介质中形成的过氧化物复合起来,一般认为过氧化物的形成与纤维素降解有关。镁盐及其氢氧化物对一些催化纤维素氧化降解的过渡金属离子有吸附共沉作用;镁盐配合物,如葡萄糖酸镁能与Fe2形成复合物,从而减少Fe2催化降解作用。 镁盐与纤维素氧化物能形成稳定的配合物,从而避免烷氧基消除反应,不进行碱性氧化降解。镁化合物作为氧碱漂白助剂的作用原理 (2

59、)硅酸钠 p硅酸钠(Na2SiO3)俗称水玻璃或泡花碱。工业硅酸钠是一类多硅酸钠,其组成常用NaOnSiO2表示,其性质随分子中氧化钠和二氧化硅的比值(摩尔比)不同而不同。此比值n称为模数。模数在3以上的称为中性水玻璃,在3以下的称为碱性水玻璃。p主要应用于H2O2漂白过程p主要作用:lpH值缓冲作用l除重金属离子的作用 ?要要pH值缓冲值缓冲 H2O2是一种弱酸,漂白需要发生电离:是一种弱酸,漂白需要发生电离: H2O2 H+ 十十HOO- 起起漂白漂白作用的是作用的是HOO- 离子离子,需要补充,需要补充OH- 以促以促进进H2O2电离,以电离,以提供足够提供足够HOO-进行漂白反应。进行

60、漂白反应。 Na2SiO3是一种是一种弱酸强碱盐弱酸强碱盐,水解过程的酸碱性,水解过程的酸碱性正适宜正适宜H2O2漂白的漂白的pH值,并且漂白过程中漂白液值,并且漂白过程中漂白液的的pH变化很小。所以变化很小。所以Na2SiO3起到缓冲作用。起到缓冲作用。 NaNa2 2SiOSiO3 3可吸附可吸附FeFe2+2+、CuCu2+2+、MnMn2+ 2+ 、FeFe3+ 3+ 等重金属离等重金属离子而减少子而减少H H2 2O O2 2受重金属离子的催化分解受重金属离子的催化分解。(3)亚硫酸盐Na2SO3能作为氧化剂对碳水化合物的还原性末端基进行氧化,同时又是脱木素的反应剂。因此,碱处理后的

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