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湿强纸的再制浆三

2021年08月19日 焦作机械设备网

湿强纸的再制浆(三)

2.2 两段pH值再制浆

对纸样(A-D)进行再制浆,在pH≤7时,加入氧化剂,先加热30min,然后提高pH值至11,再加热30min,再制浆效果较好(见表3)。

在任何情况下,氧化剂量减少或相同时,与碱性(pH值为11)再制浆相比,再制浆率高。尽管木素在较大的pH值范围内都能被氧化,但是从这些结果中可以看出,在低pH值下,有利于湿强树脂的氧化反应(或氧化纤维素),而不是氧化木素的反应。无机过氧化物用于湿强纸再制浆时,需进一步分析来确定氧化的反应物(湿强树脂、纤维素或两者)、氧化机理(自由基、亲核或亲电子的加成反应)。

表3 两段pH再制浆,漂自和未漂白的纸含有PAE和多股-表氯醇湿强树脂,再制浆温度为70℃,在用NaOH提高pH之前,用低pH处理30min,用试剂处理之后,在3000r/min下剪切3min

试剂 试剂用量,% 工艺pH 再制浆时间,min 再制浆率,%

未漂挂面纸板A Na2S4O8 1.0 4/11 60 79 KHSO5 1.0 4/11 60 75 H2O2 1.0 4/11 60 75

未漂挂面纸板B H2O2 1.0 4/11 60 87 H2O2 5.0 4/11 60 87 KHSO5 10.0 4/11 60 88

未漂挂面纸板C Na2S4O8 10.0 3/11 60 74 KHSO5 2.5 3/11 60 70 KHSO5 10.0 3/11 60 89 H2O2 10.0 3/11 60 84

漂白广告纸板D Na2S4O8 2.5 7/11 60 94 KHSO5 2.5 7/11 60 89 H2O2 2.5 7/11 60 88 2.3 湿强树脂的氧化

2.3.1 PAE

PAE树脂含有易于氧化的仲胺和季胺。下一部分将讨论季胺的氧化。仲胺的氧化(即铵在PAE树脂的主链上)主要通过自由基途径。通过一自由基进攻酰胺N原子上的α-C起反应,它能被N原子的电子对激活,接着发生树脂分解反应(C-N键断裂),产生伯胺和醛类副产品。为了证实这个反应机理,工业用PAE树脂水溶液在pH值为4、温度为50℃条件下,与芬顿试剂反应,在处理的PAE溶液中用C13核磁共振光谱可以观察到胺结构中的醛副产品和化学位移,这表明通过自由机理产生氧化作用是合理的。

2.3.2 多胺-表氯醇

这种树脂含有可氧化的季胺和仲胺基,最有可能的氧化途径是亲核反应。这种反应,通过树脂中亲电子试剂上的胺(即过氧化物阳离子或自由基)而达到,形成氨基氧化物,接着裂解产生(链)烯烃和羟胺。

2.4 添加再湿剂的两段pH再制浆

在碱性再制浆工艺中,再湿润剂不能影响未漂纸样A的再制浆程度,但在两段pH工艺中,再湿润剂能增加总的再制浆率(见表4和图1)。完全湿润的纸能使氧化剂从外到内渗透进去。反应物就能得到更加均匀的氧化(PAE树脂或纤维素),从而获得较高的再制浆率。再湿润剂是一种表面活性剂,能降低再制浆液的表面张力,减少湿润纸页的时间。如要再湿润剂有效,须使再制浆液的表面张力降低到30达因/cm以下,并且在高剪切力下不产生泡沫。典型的再湿润剂有线性或支链乙氧基化物或丙氧基化物的醇,消泡剂也能用作再湿剂,如硅氧烷基胶乳。

图1 再湿剂对两段pH再制浆的影响(2.5%MPS,70℃)

表4 在两段pH再制浆过程中,含有PAE湿强树脂的未漂纸,使用再湿润剂效果。温度为70℃,在用NaOH增大pH之前,纸样在较低pH值下处理30min,在用试剂处理之后,纸浆在3000r/min下剪切3min

试剂 试剂用量对纸的,% 再湿润剂对纸的,% pH值 再制浆时间,min 再制浆%

未漂挂面纸板A Na2S4O8 1.0 0.10 4/11 60 80 KHSO5 1.0 0.10 4/11 60 84 H2O2 1.0 0.10 4/11 60 82 H2SO4 9.0 0.10 4/11 60 70 NaOH

未漂挂面纸板B KHSO5 2.5 0.10 3/11 60 77 KHSO5 2.5 0.15 3/11 60 79 H2SO4 9.0 0.10 3/11 120 45 NaOH

2.5两段pH过程的最佳工艺条件

图2~6表示了氧化剂用量、过程时间、温度、剪切力以及未漂纸中湿强树脂的量,对两段pH再制浆工艺的影响。这些因素在很大程度上影响再制浆。纸样A-F最优的实验室再制浆条件列于表5。在两段pH再制浆工艺中,用合理的工艺条件、时间和温度,能获得较高的再制浆率。

这些纸样用碱性工艺再制浆,即使是相同的工艺条件(相同的氧化剂含量、时间、温度和剪切力),再制浆的得率却大大低于两段pH工艺再制浆的得率(见表6)。(未完待续)

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