發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 21:40

　　 利用廢紙進(jìn)行制漿造紙具有相對(duì)成本較低、節(jié)約原生纖維資源、簡(jiǎn)化造紙工藝流程、減少環(huán)境污染、有利于保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),因此得到世界各國(guó)的普遍重視。廢紙脫墨是利用廢紙進(jìn)行制漿造紙過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),廢紙脫墨劑又是廢紙脫墨環(huán)節(jié)中最重要的化學(xué)助劑。目前的國(guó)產(chǎn)廢紙脫墨劑品種較少,且多為利用現(xiàn)有的市售小分子表面活性劑進(jìn)行復(fù)配所得的復(fù)配物,國(guó)產(chǎn)廢紙脫墨劑脫墨效果相對(duì)較差,還不能滿足制備較高檔再生紙的要求。所以,研發(fā)新型高效的廢紙脫墨劑是提高廢紙脫墨水平的重點(diǎn)工作之一。本文以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為主要實(shí)驗(yàn)原料,采用親核加成法制備了LIP型和AI-T-IA型兩種較高分子量的新型表面活性劑,對(duì)其合成工藝條件及廢紙脫墨性能進(jìn)行了研究,具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：(1)以月桂酸二乙醇酰胺(LDEA)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙二醇(PEG)為原料制備了一系列LIP型非離子表面活性劑。對(duì)所有制備產(chǎn)物在廢舊期刊紙的浮選法脫墨中的脫墨效果進(jìn)行了對(duì)比研究,以脫墨效果為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),考察了其最佳合成工藝條件及復(fù)配條件,并將其與市售脫墨劑進(jìn)行了脫墨效果的對(duì)比,通過(guò)SEM對(duì)脫墨后再生紙纖維表面的殘余固體物以及纖維交聯(lián)程度進(jìn)行了分析；最后對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和物理化學(xué)性能檢測(cè)。脫墨效果的對(duì)比結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)溫度為55℃,反應(yīng)時(shí)間為2h,催化劑用量為單體LDEA的1.0%,n(LDEA): n(IPDI):n(PEG)=1.0:2.0:2.0,并且PEG相對(duì)分子量為600時(shí),制備的LIP-600產(chǎn)物具有較好的脫墨效果,其再生紙的白度可達(dá)71.2%ISO,殘余油墨量為52.5 mm2.m-2,其脫墨效果優(yōu)于市售脫墨劑；當(dāng)按照m(LIP-600):m(AEO-9):m(AES)=2:1:1進(jìn)行復(fù)配脫墨時(shí),再生紙的白度較LIP-600單獨(dú)使用提高了1.1%ISO,殘余油墨量下降了1.1 mm2.m-2; SEM分析結(jié)果表明：脫墨后纖維表面固體物明顯減少,表面更為平整光滑,纖維之間分散良好。物理化學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明：產(chǎn)物L(fēng)IP-600的最低表面張力為34.48 mN·m-1, CMC值為1.36×10-5 mol·L-1,濁點(diǎn)為53℃,HLB值為13.33,起泡比為80.5%,分水時(shí)間法測(cè)得乳化力為589s。(2)以月桂醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和酒石酸(TA)為原料制備了一種AI-T-IA表面活性劑。對(duì)該AI-T-IA表面活性劑在廢舊期刊紙的浮選法脫墨中的脫墨效果進(jìn)行了對(duì)比研究,以脫墨效果為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),考察了其最佳合成工藝條件及復(fù)配條件,并將其與市售廢紙脫墨劑進(jìn)行了脫墨效果的對(duì)比,通過(guò)SEM對(duì)脫墨后再生紙纖維表面的殘余固體物以及纖維交聯(lián)程度進(jìn)行了分析；最后對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和物理化學(xué)性能檢測(cè)。脫墨效果的對(duì)比結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)溫度105℃,反應(yīng)時(shí)間3.5 h,催化劑用量1.0%, n(AEO-9):n(IPDI):n(TA)=2.0:2.2:1.0時(shí),制備產(chǎn)物具有較好的浮選脫墨效果,再生紙的白度可達(dá)69.5%ISO,殘余油墨量為57.8 mm2·m-2,其脫墨效果優(yōu)于市售脫墨劑；當(dāng)按照m(AI-T-IA):m(AEO-9):m(AES)=1:2:1進(jìn)行復(fù)配脫墨時(shí),再生紙的白度較AI-T-IA單獨(dú)使用提高了1.3%ISO,殘余油墨量下降了3.3mm2·m-2; SEM分析結(jié)果表明：脫墨后纖維表面固體物明顯減少,表面更為平整光滑,纖維之間分散良好；物理化學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明：產(chǎn)物AI-T-IA的最低表面張力為35.96 mN·m-1, CMC值為0.52mmol·L-1.酸值為43.81 mgKOH·g-1,起泡比為69.8%,分水時(shí)間法測(cè)得乳化力為416s。(3)以脫墨效果為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),以LIP-600非離子表面活性劑為脫墨劑,對(duì)涂布期刊廢紙采用浮選法脫墨的最佳工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化研究,并對(duì)廢舊書(shū)本紙采用浮選法和洗滌法脫墨的脫墨效果進(jìn)行了對(duì)比研究。脫墨效果的對(duì)比結(jié)果表明：碎漿溫度為50℃、碎漿時(shí)間為30 min、熟化溫度為55℃、熟化時(shí)間為30 min、浮選溫度為45℃、浮選時(shí)間為8 min、LIP-600非離子表面活性劑加入量為0.3%、Na2SiO3用量為3%、NaOH用量為1%,采用先加入脫墨藥品,后加入廢紙的加料順序,在此條件下對(duì)涂布期刊廢紙進(jìn)行浮選法脫墨,其再生紙的白度最高可達(dá)73.2%ISO,殘余墨量為46.6 mm2·m-2,較工藝優(yōu)化前的白度提高了2.0%ISO,殘余墨量降低了6.1 mm2·m-2,同時(shí)對(duì)廢舊書(shū)本紙宜采用洗滌法進(jìn)行脫墨,當(dāng)LIP-600的用量為0.3%時(shí),其再生紙白度可達(dá)64.1%ISO。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：TQ423
【部分圖文】：

（１）紅外表征ＦＴ化??采用涂膜法，將最佳反應(yīng)條件下合成的待測(cè)樣品（ＬＩＰ－６００非離子表面活性劑）鉆稠??液體均勻的涂膜于ＫＢｒ片表面，再進(jìn)行ＩＲ檢測(cè)，其化圖見(jiàn)圖２－１。??３３沿２９２５?Ｕ中間體?巧??Ｉ?２冷?＾２２６７?｜�。ǹ凇�??Ｗ９?１７１２?１１０８??■?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．??４０００?３５００?３０００?２５００?２０００?１５００?１０００?５００??ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ?＊）??困２－１?ＬＩＰ－６００非離子表巧活性刑的紅外光詳圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍ?ｏｆ?ＬＩＰ－６００?ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ??由圖２－１可知，ＬＤＥＡ的紅外光譜圖中，３３９２ｃｍ－ｉ為ＬＤＥＡ末端的－ＯＨ的伸縮振動(dòng)??２３??

（３）反應(yīng)體系中－ＮＣＯ含量的影響因素??在反應(yīng)溫度分別為４５°Ｃ、５５°Ｃ及６５°Ｃ時(shí)，反應(yīng)體系中－ＮＣＯ的含量隨反應(yīng)時(shí)間的??延長(zhǎng)而逐漸下降，反應(yīng)體系中－ＮＣＯ的含量隨反應(yīng)時(shí)間、溫度的變化關(guān)系見(jiàn)圖２－３。??６．０?＼?＼?—４５Ｘ；??．＼?＼?－?？巧?ＴＣ??口＼＼?Ｘ?冬的??２．０??Ｉ?Ｉ??￣￣?￣￣￣??１．０?２．０?么５?主０??反應(yīng)時(shí)間（ｂ）??圖２－３－ＮＣＯ含量與反應(yīng)時(shí)間、溫度的關(guān)系曲線??Ｆ＂ｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?化ｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｔｉｍｅ?ｏｎ?－ＮＣＯ?ｃｏｎｔｅｎｔ??由圖２－３可知，溫度對(duì)－ＮＣＯ含量影響較大，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間相同，溫度越高，反應(yīng)體??系中的－ＮＣＯ含量越低。這可能是因ＩＰＤＩ分子中含有兩個(gè)－ＮＣ０基團(tuán)，低溫下，兩個(gè)－ＮＣ０??反應(yīng)活性差別較大，仲－ＮＣ０更加活潑，可與－ＯＨ先進(jìn)斤反應(yīng)，而伯－ＮＣＯ基被Ｐ－甲基、??六元環(huán)、鄰位的甲基基團(tuán)所屏蔽，從而影響其反應(yīng)活性ＩＷ，但隨溫度升商，這種差別變??小，兩個(gè)－ＮＣ０都能發(fā)生反應(yīng)，一定時(shí)間－ＮＣＯ的含量降低的較多，因此，在ＬＩＰ型非??離子表面活性劑的制備中要求ＬＤＥＡ先與一個(gè)－ＮＣ０反應(yīng)，固反應(yīng)溫度不能太高，減少??環(huán)或交聯(lián)腺副產(chǎn)物的生成，有利生成目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，但反應(yīng)溫度也不能太低，達(dá)到反應(yīng)??所需結(jié)構(gòu)的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)

（１）反應(yīng)溫度對(duì)脫墨效果的影響??在內(nèi)（ＡＥ０－９）：ｗ（ＩＰＤＩ）：內(nèi)（ＴＡ）＝２．０：２．０：１．０，催化劑用量！．０〇／〇，反應(yīng)時(shí)間為３ｈ，脫墨工??藝相同的條件下，不同反應(yīng)溫度的產(chǎn)物對(duì)脫墨效果的影響見(jiàn)圖３－１。??Ｉ??６６．０??助－４?－?Ｖ?＾??？?＼?／?＼?－。＇。蓋??受肝－８?■?Ｖ?＊?？??塞?八?？??巧?＊＇?＼?－Ｉ??祖《＾５－?—＿／?＼?■?？一??／?＼???１?１?ｉ?１?１?１?５８．５??９０?９５?１００?１０５?＂０??祕(mì)思度ＯＣ）??圖３－１反應(yīng)溫度對(duì)脫墨效果的影響??Ｆｉｇ．?３－１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｄｅｉｎｋｉｎｇ??由圖３－１可知，隨反應(yīng)溫度的升高，合成產(chǎn)物用于廢紙脫墨后再生紙白度先增大后??減小，殘余油墨量先減小后增大，反應(yīng)溫度為１０５°Ｃ時(shí)，合成產(chǎn)物的脫墨效果最好。這??可能是因溫度過(guò)低，反應(yīng)速度慢，一定反應(yīng)時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，溫度過(guò)高，－ＮＣＯ??基活性增大，可與氨基甲酸醋基中的Ｎ－Ｈ反應(yīng)，生成少量腺基交聯(lián)副產(chǎn)物，這種網(wǎng)狀??結(jié)構(gòu)可能對(duì)油墨的捕集、剝離和分散有影響，使得脫墨效果下降。??口）反應(yīng)時(shí)間的對(duì)脫墨效果的影響??在?ｎ（ＡＥＯ－９）：ｎ（ＩＰＤＩ）：ｎ（ＴＡ）＝２．０：２．０：１．０，催化劑用量為?１．０％，反應(yīng)溫度為?１０５°Ｃ，??脫墨工藝相同的條件下，不同反應(yīng)時(shí)間的產(chǎn)物對(duì)脫墨效果的影響見(jiàn)圖３－２。??由圖３－２可知
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本文編號(hào)：2867603