《第三章--制浆化学品ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章--制浆化学品ppt课件.ppt（107页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三章 制浆化学品 3.1 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 蒸煮助剂：是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。蒸煮助剂可以缩短蒸煮时间或降低蒸煮温度，或减少蒸煮药剂的用量，提高纸浆得率或强度。1.以化学组成分类：无机蒸煮助剂 有机蒸煮助剂无机蒸煮助剂 在蒸煮过程中添加的辅助化学药品是无机物的称为无机蒸煮助剂。例如：在Kp法蒸煮中添加的多硫化钠（Na2Sx)，在硫酸盐法和烧碱法蒸煮中添加的亚硫酸钠都属于无机蒸煮助剂。有机蒸煮助剂o 在蒸煮过程中添加的辅助化学品是有机物的称为有机
2、蒸煮助剂。如既保护碳水化合物又具有脱木素作用的蒽醌（AQ)，及早期用于加速蒸煮液渗透作用的表面活性剂。2.蒸煮助剂作用原理 o 加速蒸煮液的浸透:常用的有长链不饱和脂肪酸二甲基酰胺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。o 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。o 改善蒸煮条件：使纤维原料在相对较低碱度、较低温度下蒸煮较短的时间就达到目的。3.1.2重要的蒸煮助剂 1.多硫化钠(Na2Sx)Na2Sx为黄色微晶粉末，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。造纸中多硫化钠的制备多是在
3、硫酸盐蒸煮液中直接加硫：4S+6NaOH=2Na2S+Na2S2O3+3H2O Na2S+(x-1)S=Na2Sx多硫化钠(Na2Sx)Moxy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Na2Sx：2Na2S+1/2O2+H2O Na2S2+2NaOH或 2Na2S+O2+H2O 2S+4NaOH Na2S+(x-1)S Na2Sx多硫化钠 Na2Sx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：多硫化钠(Na2Sx)过硫链与H2O2中的过氧链类似，具有氧化性，它能使碳水化合物醛末端基氧化成各种碱稳定的糖酸末端基，从而停止剥
4、皮反应，提高蒸煮得率。2.亚硫酸钠 Na2SO3中S的氧化数为+4，硫的常见氧化数为-2、0、+4、+6，所以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。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。亚硫酸钠作用 作为助剂使用时，加入量很少，利用其氧化性能将纤维素和半纤维素的醛末端基氧化为羧基，从而减少剥皮反应，保护碳水化合物。3R纤CHO+SO32-+3OH-3R纤COO-+S2-+3H2O 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。作为蒸煮助剂，磺化木素。3.硼氢
5、化钠(NaBH4)o 白色结晶粉末，干空气中稳定，湿空气中分解，溶于水，并与水作用产生氢气，在碱性溶液呈棕黄色，是一种强还原剂。o 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，再和由氢气与钠作用而得的氢化钠反应即生成硼氢化钠。硼氢化钠(NaBH4)的作用o NaBH4是一个强还原剂，它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。4R纤、半纤CHO+NaBH4+2NaOH+H2O 4R纤、半纤CH2OH十Na3BO3 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
6、 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.连二亚硫酸钠o 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：o 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。5.蒽醌(AQ)及其衍生物(1)蒽醌（Authraquinone）纯的蒽醌为淡黄色针状晶体，工业品为灰绿色结晶粉末，微溶于水。其分子式为C6H4(CO)2C6H4，其结构式为：蒽醌o 蒽醌的制备：主要采用萘氧化法。AQ催化反应氧化
7、还原催化剂 碱性条件下，AQ把碳水化合物分子上的隐性醛基氧化为羧基，避免剥皮反应，自身还原为蒽氢醌AHQ。o 蒽氢醌在碱性条件下电离为易溶的蒽氢醌离子(AHQ2-)，并与木素大分子中的亚甲基醌结构反应，提供电子促使木素分子中芳基醚键迅速断裂，加速木素的溶出。而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，对既减少了碳水化合物的剥皮反应，又对脱木素反应产生了催化作用。（2）蒽醌衍生物o 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。6.硝基苯 分子式为C6H5NO2，结构式为 为淡黄色澄清液体，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
8、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。7.烷基苯磺酸盐 是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 漂白化学助剂:在漂白过程中，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 漂白化学助剂的分类：o 无机漂白助剂：如各种镁盐，Na2SiO3，
9、等。o 有机漂白助剂：如氨基磺酸，螯合剂EDTA，DTPA；尿素等o 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生物漂白助剂。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 如在H2O2 漂白中加入Na2SiO3，可促使H2O2分解出HOO-而加速H2O2漂白作用。再如，在ClO2漂白时,添加的少量氧化还原催化剂V2O5（0.008），可将木素等有色物质氧化，加速木素与漂剂的反应。V5+有色物质(木素)氧化了的有色物质十V4+6V4+C1O3-+6H+6V5+Cl-+3H2O C1O3-+2H+2Cl-ClO2+1/2Cl2+H2O还原后的V4+同时将ClO2分解形成
10、的氯酸盐，重新还原为ClO2，充分发挥漂剂的作用（2）提高各种漂白剂的利用率减少漂白剂的无效分解：化学漂白中的漂白剂都是氧化剂或还原剂，除了与有色物质作用外，还易和周围其他杂质作用或受条件影响而分解，如H2O2就很易与重金属离子作用而分解。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H2O2的分解，从而提高H2O2漂白剂的利用率。（3）改善各类漂白过程的条件为漂白剂提供或维持适当的反应环境：如H2O2漂白中加入硅酸钠，既为H2O2的电离提供适当碱性条件，又具有pH值缓冲性能。3.2.3 常见的漂白助剂及应用（1）镁的化合物 主要用于阻止氧碱漂白过程中纤维素的
11、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。镁化合物作为氧碱漂白助剂的作用原理 镁盐将反应介质中形成的过氧化物复合起来，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。（2）硅酸钠 硅酸钠(Na2SiO3)俗称水玻璃或泡花
12、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。硅酸钠作为造纸业的漂白助剂 主要应用于H2O2漂白过程。其作用主要有两点：一是pH值缓冲作用 二是消除重金属离子的作用 pH值缓冲作用 为什么要pH值缓冲作用：H2O2是一种弱酸，漂白需要发生电离：H2O2 H+十HOO-起漂白作用的是HOO-离子，因此需要补充OH-以促进H2O2电离，以提供足够HOO-进行漂白反应。Na2SiO3是一种弱酸强碱盐，水解过程的酸碱性正适宜H2O2漂白的pH值，并且漂白过
13、程中漂白液的pH变化很小。所以Na2SiO3起到缓冲作用。消除金属离子作用 Na2SiO3可吸附Fe2+、Cu2+、Mn2+、Fe3+等重金属离子而减少H2O2受重金属离子的催化分解。（3）亚硫酸盐o 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，碱处理后的纸浆的可漂性提高。o 在H2O漂白工艺中，为了提高白度，也可采用加入螯合剂或同时加入Na2SO3进行预处理后，再用H2O2漂白的方法。(4)磷酸盐 造纸业常用磷酸盐：磷酸钠、磷酸氢钠、焦磷酸钠和三聚磷酸钠等。特点：磷酸根具有很强的配位能力，能与许多金属离子形成可溶性配合物。漂白助剂：主要是消除重金
14、属离子。三聚磷酸钠（Na5P3O10）Na5P3O10，结构式为：三聚磷酸钠o 与Fe2+等重金属离子形成稳定的配合物，从而消除重金属离子的影响。o Fe3+的影响（1）与无色多元酚反应生成有色配合物（2）与有色的多元酚形成更深的配合物（3）催化多元酚的氧化生成深色化合物o Fe2+O2 Fe3+Fe3+多元酚氧化了的多元酚(深色)十Fe2+(5)氨基磺酸(H2NSO3H)外观为无色无臭晶体,由尿素与发烟硫酸或氯磺酸反应制备：可用于次氯酸盐漂白中：抑制次氯酸的对碳水化合物的过度氧化的反应。氨基磺酸作用：抑制次氯酸的对碳水化合物的过度氧化的反应。由于次氯酸盐漂白需在碱性条件下漂白，漂白的pH值为
15、1010.5时，漂后纸浆白度的稳定性最好。但是漂白时pH值越高，漂白速度就越低，为加快漂白速率，只好降低pH值。但是，降低pH值，易产生次氯酸，引起碳水化合物的剧烈降解。H2NSO3-十HOCI ClHNSO3十H2O ClHNSO3十HOCl Cl2NSO3-十H2O Cl2NSO3-十HOCI NCl3+HSO3-氨基磺酸起到“游离基清除剂”的作用：在pH值较低的条件下，HOCl含量增加，HOCI能形成HO和Cl游离基，强烈引起碳水化合物的氧化降解。(6)甲脒亚磺酸(FAS)Formamidine Sulfinic acid，简称FAS，甲脒亚磺酸为五色针状晶体，易溶于水，由硫脲和过氧化氢
16、在中性水溶液中反应制备：甲眯亚磺酸FAS漂剂o 具有较强的还原性，在碱性溶液中分解同时生成强还原性的不稳定的次硫酸盐 SO22-，可利用其还原性，用于纸浆的漂白。o 其漂白效果优于一般的漂剂Na2S2O2和H2O2、次氯酸盐。例如，FAS用于脱墨浆(DIP)高白度漂白，作为终漂，可提高和稳定白度。（7）EDTA、DTPA EDTA和DTPA是两种能与许多金属离子形成螯合物的螯合剂，它们与金属离子形成的螯合物很稳定。所以，常被添加到纸浆的漂白中，用以消除金属离子对漂白剂和漂白后纸浆白度影响。（8）尿素 o 分子式为：在H2O2的机械浆的漂白过程中，促使H2O2快而稳定地分解，可使纸浆漂白在较低的
17、pH值下进行。且对碳水化合物有一定的保护作用。3.2.4 生物漂白剂（1）白腐菌 某些白腐菌能产生多种木素酶的胞外酶，这些酶的活性依赖于过氧化氢，所以，称木素过氧化酶。这些酶与木素的酚型和非酚型结构的侧链进行氧化反应，可起到脱除木素和漂白作用。（2）木聚糖酶o 是能催化降解木聚糖的一种半纤维素酶，主要用于KP浆的漂白中o 主要作用:(1)降解浆料中的木聚糖,硫酸盐蒸煮中的木聚糖部分回吸到纤维上，阻碍了漂白剂对木素的作用，经木聚糖酶降解后，有利于漂剂对木素的反应。(2)降解木质素木聚糖复合物（LCC)的木聚糖部分，也有利于促进漂剂与木素的反应。木糖酶o 使用条件：温度4050oC pH值6.58
18、.0 作用时间2h 用量 5000IU/kg(3)木素酶o 木素酶在麦草浆漂白中用于脱除木素。实验结果表明，其比木糖酶更为有效。3.3 废纸脱墨剂 3.3.1脱墨剂及其种类（1）脱墨剂及其作用 脱墨剂是能使粘附在纸张上的油墨、颜料颗粒及胶黏物脱落所用的化学药品。如碱性脱墨剂包括皂化油脂的氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠等碱性物质和加速油墨润湿、渗透、乳化、分散和与纤维分离（脱色）的表面活性剂和硅酸钠等。脱墨剂的作用 主要是降低脱墨温度、节约能源；加速脱墨反应、短脱墨时间，并减少纤维受机械作用的损伤；减少碱的用量，减少纤维强度的降低，从而提高脱墨效果，并尽可能取得高质量的回收纸浆。（2）油墨的组成与性质
19、 包括三种主要成分：颜料或染料：使油墨具有颜色、不透明性和可流动性。载色体（连结料）：它们起着夹带颜料的作用，并把它们携带到纸页上，使其在纸面上凝固下来。载色体主要是油脂和树脂，也可以是溶剂和水。油脂一般为植物油和矿物油。树脂有天然树脂（松香、虫胶）和合成树脂（酚醛树脂、醇酸树脂）等。附加料：改善油墨性能，通常有填料和助剂，助剂的量一般很少，对造纸脱墨的影响很小。（3）脱墨方法与步骤o 根据油墨与纤维分离方式不同，现代废纸脱墨技方法分为洗涤法和浮选法：a.洗涤法:是把从废纸上脱离下来的油墨等污物，用脱水洗涤的处理方式去掉，从而达到分离油墨污物和纸浆纤维的目的。洗涤一般采用逆流置换洗涤，动力消耗
20、较浮选法少，处理后的纸浆灰分含量少，洁净，白度高，适于生产薄页纸及要求灰分低的纸张。但用水量较大，纸浆得率较浮选法低。b.浮选法 在需要脱墨的纸浆中不断通入微小空气气泡，使气泡吸附油墨及污物并浮到表面，然后排除的方法。该法特点是耗水量少，纸浆灰分与得率高，但要求精确控制pH值，占地面积较大，动力消耗大。脱墨步骤 分离废纸油墨、脱色、及漂白统称为废纸脱墨。一般要通过制浆和洗选漂等工序：废纸脱墨主要流程示意图（4）对脱墨剂的要求 o 有助于废纸的疏解及脱墨，脱墨后不产生再吸附现象，并有利于除去与分离油墨。o 有利于降低纸浆残余油墨量，提高白度。o 使纤维流失少，不影响纸浆得率，不影响抄纸机的生产，
21、能在废水处理中起良好的作用。（5）脱墨剂的种类 o 按化学组成分：无机脱墨剂和有机脱墨剂。无机脱墨剂如NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、磷酸盐、过氧化物等；有机脱墨剂主要为阴离子和非离子表面活性剂，如 阴离子表面活性剂烷基苯磺酸钠，油酸钠，二辛基琥珀酸盐，非离子表面活性剂聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯烷基酯等。按脱墨剂的性能和作用分：1)碱类和过氧化物：碱类化学品如 NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等，过氧化物如Na2O2、H2O2；2)表面活性剂类：如阴离子型的烷基苯磺酸盐，脂肪酸盐等；非离子型的聚氧乙烯烷基酚醚。3)螯合剂类：如：三聚磷酸钠、焦磷酸钠、ETPA、EDTA等。4)吸附
22、剂类：常用的有高岭土、硅藻土等。3.3.2 脱墨剂各成分的作用 按脱墨机理，脱墨过程主要分两步：一是将各种油墨从纤维上脱落，二是把脱落的油墨从浆料中分离出去。加入的脱墨剂要能使油墨连结料皂化溶解，以破坏油墨与纤维的黏附力，并降低印刷油墨的表面张力，乳化油墨中的油分，从而将纤维中的颜料剥离掉。之后，是通过洗涤或浮选的方法除去已脱离纤维的油墨。3.3.2.1 无机成分（1）氢氧化钠 将pH值调至碱性范围，使油墨连结料皂化或水解，并使纤维润胀。润胀使油墨粒子与纤维表面的结合强度变弱，有助于松动油墨层和分裂油膜，从而可通过机械作用使油墨颗粒变小。淡油墨：pH 10-11；重油墨：pH 11.5 用量要
23、适量：充分皂化水解油墨、软化纤维、为H2O2提供碱性，但防止过量引起机械浆碱变黑。（2）碳酸钠 碳酸钠(Na2CO3)的作用和NaOH类似，有时与NaOH一起使用。二者共同使用比单独使用NaOH脱墨条件缓和，并可制出较白的纸浆。但由于Na2CO3碱性弱，需延长脱墨时间，所以一般不单独使用。Na2CO3除了提供碱度外还具有缓冲碱度的作用。（3）硅酸钠 生产中通常使用41.6 o Be的Na2SiO3溶液，其SiO2与NaO 的含量基本相等，其碱度大约与11NaOH相当，因此硅酸钠可以1)提供一定的碱度；由于Na2SiO3的碱度由水解产生，溶液pH 11.3时，又是2)pH缓冲剂；另外，能3)分散
24、颜料，阻止油墨粒子对纤维的回吸；当与H2O2一起使用时，它还有助于4)稳定H2O2，提高H2O2的脱色效率。（4）过氧化氢 H2O2既起到脱墨剂的作用，又起到漂白剂的作用。在废纸脱墨中加入H2O2能提高表面活性剂的性能，更好地分离油墨。但在碎浆机中用H2O2作漂白剂的效率不高，因为碎浆机中的油墨和杂质含量太高，降低H2O2的漂白效率。可在漂白阶段，用于漂白浆料。3.3.2.2 有机成分（1）表面活性剂 具有两亲性:即其一端为亲水基，具有亲水性；另一端为疏水基，具有亲油性。并按其亲水基的离子特性分为阳离子、阴离子和非离子表面活性剂。脱墨剂用的主要是阴离子和非离子表面活性剂。表面活性剂在水溶液中的
25、性质：在表面(界面)定向吸附；降低表面(界面)张力；溶液中形成胶束。具有渗透、润湿、分散、乳化、发泡、消泡、增溶、洗涤、润滑等各种性能。作脱墨剂使用，主要是利用上述表面活性，促使脱墨剂更快地渗透到油墨中，使油墨润湿、分离、乳化，并通过洗涤或浮选除掉。在洗涤法中的作用（分散剂）o 是利用置换洗涤的方法使纸浆和油墨等污物分离，这就需要浸透、乳化、分散等综合洗涤作用。这种方法所采用的脱墨剂主要是非离子型表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚及其改性物。它们可使脱离下油墨粒子尽可能变小，并具有亲水性，以便使其能够以小粒子的形式充分分散于水中并顺利通过筛网洗去。应同时集润湿、乳化和分散于一身。在浮选法中的作用（
26、捕集剂）要求促使油墨粒子形成大粒子并易于粘附在气泡上。常选用亲油性的阴离子表面活性剂如脂肪酸（皂），和非离子型表面活性剂，如氧化乙烯和氧化丙烯共聚物、羟乙基化的脂肪酸的混合物等，它们不仅起着脱离、凝集油墨作用，而且又提高油墨对气泡的吸附性。该法要使油墨粒子呈疏水性而随气泡除去。使用不同非离子和阴离子表面活性剂，还起到分散、乳化作用，不会发生油墨粘附脱墨装置的问题。（2）螯合剂 使其和铁、铜、锰、铬等重金属离子形成稳定的螯合物，而起到保护过氧化物作用。常用的有机螯合剂有DTPA和EDTA及其钠盐。3.3.3 影响废纸脱墨的因素(1)脱墨方法的影响 洗涤法：是用脱水处理的方式,使油墨和污物与纸浆纤
27、维分离。因用清水置换洗涤，洗净度高，纸浆白度高。但在洗涤过程中同时易将微细纤维和灰分洗去，所以纸浆得率较低，并且洗涤次数越多，得率就越低。所以注意洗涤中细纤维的损失，只要洗至浆达到要求即可，以尽可能减少洗涤次数。该法特别适于生产薄页纸及要求灰分少的纸张。(1)脱墨方法的影响 浮选法：是根据纤维、填料及油墨等组分的可湿性不同，用浮选机将可湿性差的油墨浮到浆面上而除去。纸浆得率高，但白度低。且操作要求较高：除了有良好脱墨剂外，还要严格控制浆液pH值、浓度、温度、时间和进气度。(2)脱墨剂的影响 1）不同类型表面活性剂对脱墨效果影响 脱墨剂的主要成分是阴离子和非离子型表面活性剂，因为油墨粒子一般也带
28、有负电荷，阴离子和非离子表面活性剂对油墨粒子具有较好的分散、乳化、洗涤等作用，不会发生油墨黏附装置等问题。其中又常常是非离子型表面活性剂的脱墨效果更好些。2）同类型而结构中组分不同的表面活性剂对脱墨的影响 亲水基与疏水基的结构、比例：亲水基与疏水基相对数量或强度的变化常用亲水亲油平衡值HLB（hydrophile and lipophile balance）表示。研究表明，脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚在HLB1214范围内具有最佳的脱墨性能。（3）脱墨温度、时间、脱墨剂用量的影响o 一般情况下温度越高、脱墨时间越长，脱墨剂用量越大，脱墨效果越好。但高温下，加热时间越长，纤维损坏的会越多。
29、非离子表面活性剂在刚好低于其浊点（云彩点）的温度时最有效。过低或高于其浊点温度，脱墨效果都会下降。脱墨剂用量也有其最佳值，加入量过高，至少是不经济。o 脱墨时间包括离解、熟化、脱墨等步需要的时间，在一般情况下随着时间增加而效果增强，但要考虑效率和对纤维的影响，脱墨时间不宜过长。浊点 是与温度有关的非离子表面活性剂的特性现象。非离子表面活性剂具有亲水性是由于其醚中氧原子可与水形成氢键，在低温下可溶于水中，当水溶液受热时，随温度的提高，结合在醚键上的水分子逐渐脱离，亲水性逐渐减弱，急转为不溶于水，溶液由透明转为浑浊，一般以1溶液由透明转为浑浊的温度，定为浊点。(4)印刷方法与油墨组成的影响 o 凸
30、版印刷：该法印刷油墨具有中等黏度，呈糊状，主要是碳墨分散在碳氢油料中，还添加树脂和其他添加剂。油墨主要借助于吸收、挥发和沉淀作用而干燥于纸面之上。所以凸版印刷的废纸比较容易脱墨，脱墨中可加入12活性剂，利用洗涤法即可脱墨。胶版印刷 o 印刷油墨中含有斥水性载色体和颜料，不能在水和醇类中去掉，此类颜料色调深，同时很容易把亚麻仁油渗入载色体中。目前的配方使用醇酸树脂与干性油，在印刷时聚合成耐磨的交联薄膜，热固化油墨常用碳氢树脂为基料，以挥发作用来干燥。紫外油墨用于印刷报纸彩色印刷品，它含有丙烯酸单体和预聚合物的混合物，它在紫外线照射下聚合成强度大的薄膜。所以胶版印刷的废纸脱墨比较困难，因为胶版印刷
31、油墨中的树脂难于分散。但是可加入硅酸盐和表面活性剂进行脱墨。有些厂则使用冷分散的设备有助于分散胶版印刷油墨，可采用浮选和洗涤相结合的办法脱墨。o 柔性印刷：是凸版印刷方法的改进。柔性印刷的油墨为快干和低黏性油墨。其颜料常用醇脂的混合物。有些油墨以水基作载色体，用挥发与吸收使之干燥。脱墨较为容易，可采用浮选法。o 电印刷、激光印刷等:都是办公用纸类的印刷方法。这些印刷品对脱墨影响较大，一般常规的脱墨剂不能除去。因为这些印刷不使用常规的颜料载色体品种的油墨。必须开发新型脱墨剂和新工艺来脱墨。3.4 其他制浆助剂消泡剂3.4.1 消泡剂的定义及分类 消泡剂是指用于消除制浆、造纸和涂布加工等过程中出现
32、泡沫的化学品。而用于上述过程中阻止泡沫出现的化学品称为阻泡剂。一般消泡剂都具有一定的阻泡性。消泡剂的种类:（1）按消泡剂化学组成分类 高级醇类；脂肪酸及其盐类；磷酸酯类；烃油类；聚醚类；有机硅聚合物；酰胺类等。（2）按造纸工序分类 制浆消泡剂、造纸消泡剂、涂布消泡剂。制浆消泡剂o 消除制浆过程中泡沫所用的化学药品。o 制浆消泡剂类常为由烃油类溶剂和亲油性表面活性剂组成的化学品，它具有耐碱、耐高温特性，加入纸浆或黑液中，可减少或消除泡沫。造纸消泡剂 o 用于消除造纸机上泡沫的化学品。o 用于造纸机的消泡剂，要求在纸面不会形成油点和影响抗水性，通常选用硅油、脂肪酰胺钙(钠)皂或环氧丙烷衍生物等组成
33、的乳液型消泡剂，也有用以非离子型表面活性剂为主体组成的脱气剂等。o 这些消泡剂可以减少纸面针眼，提高平滑度，加强滤水性和有利于提高纸页的湿强度。涂布消泡剂 o 纸张在涂布加工过程中使用的消除泡沫的化学品。o 有阻泡和消泡两种，用于防止涂布过程中吸收空气而产生泡沫的为阻泡剂；消除在涂布系统已产生泡沫的为消泡剂。o 常用的有：有机磷酸酯，例如磷酸三丁酯、磷酸三丙酯等；还有由脂肪酰胺与聚氧乙烯酯、醇、醚等多种表面活性剂复配而成的消泡剂。3.4.2 消泡剂的作用原理 3.4.2.1 泡沫的形成 不溶性气体分散在液体或熔融固体中所形成的分散体系称为泡沫。造纸体系中形成的泡沫为空气分散到含水液体中形成的,
34、是粗分散体系。通常所说的泡沫，指比较稳定的、被液膜隔开的气泡聚集物，由于密堆积和气体极易变形，组成泡沫的气泡常为多面体。泡沫的形成o 首先液体是与气体的接触o 其次是机械搅动提供了形成泡沫所需要的能量o 同时体系中还必须存在对泡沫起稳定作用的物质，吸附于液膜上，降低界面张力，提高液膜的强度和弹性，才能使泡沫稳定存在。o 对泡沫起稳定作用的物质包括表面活性剂类、蛋白质类及一些水溶性高分子化合物、憎水性的固体粉末等。o 在制浆过程中浆料中含有碱、碱木素和皂化物等物质，在浆料搅拌过程中或流送过程中，经泵送浆料流送的位差等原因混入空气和其他气体，由此会产生大量泡沫。造成洗涤和运送纸浆的困难，也易造成浆
35、池浮浆，影响浆料洗涤和漂白的质量。此外，在抄纸工序，在涂布加工中都会混入气体产生泡沫。3.4.2.2 消泡剂的作用原理o 决定泡沫稳定性因素:液膜的表面粘度与弹性。表面粘度大，液膜不易受外界扰动而破裂，同时也将减缓液膜的排液速度，从而增加泡沫的稳定性。液膜的弹性好，可以自动修复泡沫由外界扰动引起的变形，使泡沫不易破裂。气泡内的压力大于液膜内的压力3.4.2.2 消泡剂的作用原理（1）消泡剂能够进入泡沫液膜中，将液膜的局部表面张力降至很低，可在表面上迅速展开，同时带走了表面下的一层液体，使液膜局部厚度薄至破裂点以下，造成泡沫破灭。如含氟表面活性剂、硅油、聚醚、高碳醇、胶体二氧化硅、二硬脂酰乙二胺
36、等即通过这一方式消泡。(2)降低液膜的表面粘度，从而削弱液膜的抗扰动能力，加快了排液速度，使泡沫稳定性下降。例如磷酸三丁酯，它的分子截面积很大，渗入到液膜之中会使表面活性剂分子之间的相互作用大大削弱，液膜的表面粘度也大幅度降低。(3)一些润湿剂和由环氧乙烷与环氧丙烷共聚而成的聚醚型非离子表面活性剂，它们不能形成牢固的界面膜，但很快扩散和吸附到界面上，从而使液膜失去弹性和“修复”能力。这类物质常预先加到体系中，以抑制泡沫的形成。3.4.3 对消泡剂的要求(1)成泡倾向低，否则自身也会起泡。(2)与水具有相容性，因此有移动气液界面的倾向。因消泡剂的主要活性成分一般是溶解度极低且能形成微粒的材料，如
37、脂肪酰胺、高分子聚醚、脂肪酸酯、硅油等，为了提高其扩散性能，一般是制备成乳液形式。(3)与起泡剂相反，有正铺展系数。(4)使用条件(pH值、温度等)下化学稳定。3.4.4 使用消泡剂时应注意的问题(1)在使用消泡剂时要注意浆料的条件 如酸碱性、温度、何种浆等，针对条件选择消泡剂。例如，脂肪酸在酸性条件下可能是消泡剂，而在碱性条件下则是起泡剂，在低温下效果良好，但在高温时可能是无效的。(2)注意消泡剂加入的位置和用量 使用消泡剂时，要距泡沫处尽量远些加入，以使消泡剂得到良好的分散。(3)通常使用两种以上的消泡剂比用较高比率加单一消泡剂更为经济有效，并将两种相距较远的部位分别添加 如一种消泡剂在打
38、浆前加入，而另一种在网前箱前加入，比添相同量单一消泡剂效果好。(4)有些消泡剂存在某些缺点，使用时应注意 如酰胺类消泡剂，可能造成沉积而使筛板缝堵塞，由于分散不良造成纸面出现鱼眼点；一些消泡剂也可能是对施胶剂和增强剂有干扰的活性剂。3.4.4 几种重要的消泡剂 3.4.4.1聚氧乙烯醚类消泡剂 R-(OCH2CH2)n-OH是一类非离子表面活性剂,在无水状态时亲水基呈锯齿型：o 在水溶液中聚氧乙烯醚则以另外一种形状存在曲折型 o n值为510时具有较好水溶性。o 浊点：由清晰变为混浊时的温度称为浊点。在浊点温度以下可溶于水，在浊点温度以上则不溶于水。o 聚氧乙烯醚基增多时浊点提高。对于不同疏水
39、基而相同n的聚合物，疏水基中的碳原子数越多，浊点越低。聚氧乙烯醚非离子型消泡剂类型：(1)脂肪醇聚氧乙烯醚：是具有代表性的聚醚类消泡剂（MPO)。不溶于水，产品是加溶剂溶解的溶液。可用于制浆、造纸和涂布消泡。其脂肪基和聚氧乙烯基是醚键结合，稳定。(2)烷基酚聚氧乙烯醚：OP型产品即属此类。该类物质化学稳定性好，不怕强酸、强碱，高温时也不会破坏。但生物降解性差，有逐渐被淘汰的趋势。(3)聚氧乙烯脂肪酸酯：该类是由脂肪酸与环氧乙烷反应制得。(4)聚氧乙烯脂肪胺：该类是由脂肪胺与环氧乙烷加成反应而制得。通式为：当x，y值较小时同其他非离子型表面活性剂一样，不溶于水而溶于油。但它是一种有机胺，可用于p
40、H值小的酸性溶液中。因此，聚氧乙烯烷基胺类同时具有非离子和阳离子型表面活性剂的一些特性。3.4.4.2 有机硅类消泡剂o 单纯的有机硅高分子无消泡作用，但将其乳化后，表面张力迅速降低，使用很少量就有很强的消泡和抑泡作用，所以在各类消泡剂中的综合效果最好。是有机硅油与乳化剂经乳化设备(如超声波乳化器)加工后，使硅油变成十分微小的颗粒，分散在水中而制成白色乳液。乳化剂常用聚乙烯醇、吐温80等。乳液中还含有二氧化硅等疏水性颗粒。o 有机硅乳液消泡特性：消泡能力强，用量很少即可消除泡沫。o 主要与有机硅油有关，有机硅油的主链是一SiOSi一的无机结构，而侧链与有机基团相连。使用时，乳化硅油已被极度冲稀
41、，在介质中可形成低能表面膜，降低气液两相的表面张力，从而破坏空气泡沫的稳定性，使空气泡不断地破裂，迁移合并成较大的气泡，起到消泡和抑泡的作用。3.4.4.3 酰胺类聚合物消泡剂 o 稳定性高，耐酸、耐碱、耐热、耐氧化。由二胺与脂肪酸在加热下反应制得的:o其主要成分为双硬脂酰胺，是一种疏水性很强 的黄色蜡状固体，分散于油中使用。o经常在碱法制浆使用，效果良好。3.4.4.4 高碳醇消泡剂o 这是一类与水不相溶，需要乳化后才能使用的消泡剂，其消泡效果较显著。但若用量较多时，在浆中产生白点。o 常用的有仲辛醇和正丁醇等。3.4.4.5 油类消泡剂 o 这类消泡剂主要有煤油、柴油、汽油、烃类油等，是一类早期使用的消泡剂，在网前箱等处填加。加入后，能扩展到水的表面，并形成新的表面，使泡沫层溃裂。由于这类消泡剂性能差，用量大，现已基本不用。本章重点o 蒸煮助剂：各种蒸煮助剂的作用机理 蒽醌o 漂白助剂：各漂白助剂的作用及作用机理o 废纸脱墨剂：脱墨剂各成分的作用 o 消泡剂：作用机理和常用消泡剂