利用廢紙進行制漿造紙具有相對成本較低、節(jié)約原生纖維資源、簡化造紙工藝流程、減少環(huán)境污染、有利于保護環(huán)境等優(yōu)點,因此得到世界各國的普遍重視。廢紙脫墨是利用廢紙進行制漿造紙過程中的關鍵環(huán)節(jié),廢紙脫墨劑又是廢紙脫墨環(huán)節(jié)中最重要的化學助劑。目前的國產(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行復配所得的復配物,國產(chǎn)廢紙脫墨劑脫墨效果相對較差,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工作之一。本文以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為主要實驗原料,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,對其合成工藝條件及廢紙脫墨性能進行了研究,具體研究內(nèi)容及結果如下：(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行了對比研究,以脫墨效果為評判標準,考察了其最佳合成工藝條件及復配條件,并將其與市售脫墨劑進行了脫墨效果的對比,通過SEM對脫墨后再生紙纖維表面的殘余固體物以及纖維交聯(lián)程度進行了分析；最后對產(chǎn)物進行了結構表征和物理化學性能檢測。脫墨效果的對比結果表明：當反應溫度為55℃,反應時間為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相對分子量為600時,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；當按照m(LIP-600):m(AEO-9):m(AES)=2:1:1進行復配脫墨時,再生紙的白度較LIP-600單獨使用提高了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。物理化學性能檢測結果表明：產(chǎn)物LIP-600的最低表面張力為34.48 mN·m-1, CMC值為1.36×10-5 mol·L-1,濁點為53℃,HLB值為13.33,起泡比為80.5%,分水時間法測得乳化力為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行了對比研究,以脫墨效果為評判標準,考察了其最佳合成工藝條件及復配條件,并將其與市售廢紙脫墨劑進行了脫墨效果的對比,通過SEM對脫墨后再生紙纖維表面的殘余固體物以及纖維交聯(lián)程度進行了分析；最后對產(chǎn)物進行了結構表征和物理化學性能檢測。脫墨效果的對比結果表明：當反應溫度105℃,反應時間3.5 h,催化劑用量1.0%, n(AEO-9):n(IPDI):n(TA)=2.0:2.2:1.0時,制備產(chǎn)物具有較好的浮選脫墨效果,再生紙的白度可達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；當按照m(AI-T-IA):m(AEO-9):m(AES)=1:2:1進行復配脫墨時,再生紙的白度較AI-T-IA單獨使用提高了1.3%ISO,殘余油墨量下降了3.3mm2·m-2; SEM分析結果表明：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；物理化學性能檢測結果表明：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%,分水時間法測得乳化力為416s。(3)以脫墨效果為評判標準,以LIP-600非離子表面活性劑為脫墨劑,對涂布期刊廢紙采用浮選法脫墨的最佳工藝條件進行了優(yōu)化研究,并對廢舊書本紙采用浮選法和洗滌法脫墨的脫墨效果進行了對比研究。脫墨效果的對比結果表明：碎漿溫度為50℃、碎漿時間為30 min、熟化溫度為55℃、熟化時間為30 min、浮選溫度為45℃、浮選時間為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,在此條件下對涂布期刊廢紙進行浮選法脫墨,其再生紙的白度最高可達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,同時對廢舊書本紙宜采用洗滌法進行脫墨,當LIP-600的用量為0.3%時,其再生紙白度可達64.1%ISO。
【學位單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TQ423
【部分圖文】：

（１）紅外表征ＦＴ化??采用涂膜法，將最佳反應條件下合成的待測樣品（ＬＩＰ－６００非離子表面活性劑）鉆稠??液體均勻的涂膜于ＫＢｒ片表面，再進行ＩＲ檢測，其化圖見圖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??２３??

（３）反應體系中－ＮＣＯ含量的影響因素??在反應溫度分別為４５°Ｃ、５５°Ｃ及６５°Ｃ時，反應體系中－ＮＣＯ的含量隨反應時間的??延長而逐漸下降，反應體系中－ＮＣＯ的含量隨反應時間、溫度的變化關系見圖２－３。??６．０?＼?＼?—４５Ｘ；??．＼?＼?－?？巧?ＴＣ??口＼＼?Ｘ?冬的??２．０??Ｉ?Ｉ??￣￣?￣￣￣??１．０?２．０?么５?主０??反應時間（ｂ）??圖２－３－ＮＣＯ含量與反應時間、溫度的關系曲線??Ｆ＂ｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?化ｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｔｉｍｅ?ｏｎ?－ＮＣＯ?ｃｏｎｔｅｎｔ??由圖２－３可知，溫度對－ＮＣＯ含量影響較大，當反應時間相同，溫度越高，反應體??系中的－ＮＣＯ含量越低。這可能是因ＩＰＤＩ分子中含有兩個－ＮＣ０基團，低溫下，兩個－ＮＣ０??反應活性差別較大，仲－ＮＣ０更加活潑，可與－ＯＨ先進斤反應，而伯－ＮＣＯ基被Ｐ－甲基、??六元環(huán)、鄰位的甲基基團所屏蔽，從而影響其反應活性ＩＷ，但隨溫度升商，這種差別變??小，兩個－ＮＣ０都能發(fā)生反應，一定時間－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－ＮＣ０反應，固反應溫度不能太高，減少??環(huán)或交聯(lián)腺副產(chǎn)物的生成，有利生成目標產(chǎn)物結構，但反應溫度也不能太低，達到反應??所需結構的反應時間較長

（１）反應溫度對脫墨效果的影響??在內(nèi)（ＡＥ０－９）：ｗ（ＩＰＤＩ）：內(nèi)（ＴＡ）＝２．０：２．０：１．０，催化劑用量�。癌枺枺磻獣r間為３ｈ，脫墨工??藝相同的條件下，不同反應溫度的產(chǎn)物對脫墨效果的影響見圖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??祕思度ＯＣ）??圖３－１反應溫度對脫墨效果的影響??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，反應溫度為１０５°Ｃ時，合成產(chǎn)物的脫墨效果最好。這??可能是因溫度過低，反應速度慢，一定反應時間內(nèi)達到預期產(chǎn)物結構，溫度過高，－ＮＣＯ??基活性增大，可與氨基甲酸醋基中的Ｎ－Ｈ反應，生成少量腺基交聯(lián)副產(chǎn)物，這種網(wǎng)狀??結構可能對油墨的捕集、剝離和分散有影響，使得脫墨效果下降。??口）反應時間的對脫墨效果的影響??在?ｎ（ＡＥＯ－９）：ｎ（ＩＰＤＩ）：ｎ（ＴＡ）＝２．０：２．０：１．０，催化劑用量為?１．０％，反應溫度為?１０５°Ｃ，??脫墨工藝相同的條件下，不同反應時間的產(chǎn)物對脫墨效果的影響見圖３－２。??由圖３－２可知
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本文編號：2867603