改性的性能及应用

改性的性能及应用

（aq）作为一种常见的煮剂剂，它可以加速木材的去除，保护纤维素和半纤维素的良好性能，并广泛应用于其他行业。但AQ不溶于蒸煮液,在蒸煮过程很难均匀地和原料混合,这在一定程度上影响了其性能的发挥。AQ不溶于蒸煮液,但其还原产物AQ2-却能溶于蒸煮液。LaurelE.Falk等人用14C标记AQ和木材切片技术发现在蒸煮的初始阶段AQ主要分布在木片的表面,而碱液已渗透到木片的中心。AQ与木片渗透速度的差异影响了AQ性能的发挥。而用AQ的还原形式AHQ却能很快渗透到木片的中心,能进一步提高浆料的得率,降低卡伯值。CarolaStorgard-Envallc对高温下AQ的溶解反应进行了研究，在160℃温度下,Na2S、葡萄糖、Na2S204等能将AQ部分还原,温度要求太高,在实际生产意义不大。本研究的目的就是寻找一种适宜的还原剂能在较低的温度(60～100C)将AQ还原,并用于生产。研究结果表明Na2S2O4在较低温度下对AQ表现出了优良的还原性能,改性后的AQ在硫酸盐法制浆中更能发挥AQ加速木素脱除、保护碳水化合物的效果。1不锈钢蒸煮器法将反应物按一定的比例放入100mL不锈钢蒸煮器反应一定时间后取出,用3G的玻砂坩锅过滤,1mol的硫酸洗涤,用蒸馏水洗至中性,烘千称重。2原料和设备的实验2.1aq反应设备2.1.1主要实验药物Na2S2O4(90%)(保险粉):上海联试化学有限公司蒽醌、助剂X:江苏常州正大超细粉体有限公司提供2.1.2实验设备100mL不锈钢蒸煮器、SHZ-88台式水浴恒温振荡器2.2原料和设备2.2.1桉木来自广东某地,木片长约20～30mm,宽约10～20mm,厚约3mm。马尾松来自广西某地,木片长约20～30mm,宽约10～20mm,厚约3mm。2.2.2实验设备八罐回转甘油浴蒸煮器,PHS-25型pH计。3恢复的最佳条件3.1aq还原能力的测定蒽醌的用量为1.0g,在120℃时比较硫化钠、葡萄糖、保险粉对AQ的还原能力,找出最佳还原剂,结果见图1。由图1可以看出,在硫化钠、葡萄糖、保险粉这三种还原剂中,保险粉的还原能力最强,远高于硫化钠和葡萄糖,因此保险粉最适宜作AQ的还原剂。3.2o4还原aq最佳条件的确定改变温度、时间、Na2S2O4和NaOH用量,确定AQ还原的最佳条件,结果见图2～图5。由图2～图5可以看出,Na2S2O4还原AQ的最佳条件:温度80℃、时间120min、AQ:Na2S2O4:NaOH=1:3:4.5(质量比),转化率最高(96.4%)。在这四个因素中,NaOH用量影响最大,时间影响较小,在20min时已达64.1%。由于Na2S2O4在高温碱性条件下易发生歧化反应:2S2O42-+H2O=S2O32-+2HSO3-故温度太高AQ还原的转化率反而下降。4aq的红外分析由AQ和改性AQ的红外光谱测定结果可知,在红外光谱中蒽醌的醌式结构C=0在1700cm-1有强伸缩振动,还原AQ的醌式结构转变成酚型O—H在3500cm-1强的伸缩振动,对本实验还原AQ进行红外分析,在3440cm-1有强的吸收,证明AQ的醌式结构转变成AHQ的酚型结构。改性AQ的物理化学性质:溶于碱液,溶液呈暗红色,易被空气中的氧所氧化。5改变aq采用硫酸法制备5.1添加改性aq的效果桉木硫酸盐法制浆条件:用碱量(以Na2O计)16%,硫化度20%,液比1:4,最高蒸煮温度160℃,保温时间90min,助剂用量为0.10%,用不同助剂的蒸煮结果见图6～图8。从图6～图8可知:在桉木的硫酸盐法蒸煮中,加入改性AQ蒸煮后浆料得率为50.4%,普通AQ蒸煮后浆料得率为49.4%,添加改性AQ后得率较普通AQ增加1.0%,蒸煮助剂X蒸煮后浆料的得率50.0%,改性AQ的得率比蒸煮助剂X高0.4%。加入改性AQ蒸煮后浆料的卡伯值为17,普通AQ浆料的卡伯值为19.1,改性AQ蒸煮后浆料的卡伯值比普通AQ降低2.1;加入蒸煮剂X蒸煮后浆料的卡伯值为18.2,改性AQ浆料的卡伯值比助剂X降低1.2。若以Y/K值(得率/卡伯值)来表示添加蒸煮助剂后木素脱除程度及纤维素和半纤维素保护状况,则Y/K值:改性AQ>助剂X>普通AQ。加入改性AQ蒸煮后黑液中残碱的含量为7.2g/L,普通AQ蒸煮后黑液中残碱含量为6.9g/L,改性AQ蒸煮后黑液中残碱的含量比普通AQ高0.3g/L;加入蒸煮助剂X蒸煮后黑液中残碱含量为6.7g/L,改性AQ蒸煮后黑液中残碱的含量比蒸煮助剂X高0.5g/L。5.2不同助剂x.2.3添加改性aq对黑液残碱含量的影响马尾松硫酸盐法蒸煮条件:用碱量(以Na2O计)18%,硫化度30%,液比1:4,最高蒸煮温度170C,保温时间90min,助剂的用量0.10%,用不同助剂的蒸煮结果见图9～图11。从图9～图11可以得出:在马尾松的硫酸盐法蒸煮中,加入改性AQ蒸煮后浆料得率为46.5%,普通AQ蒸煮后浆料的得率为45.9%,添加改性AQ后得率比普通AQ增加0.6%;加入助剂X蒸煮后浆料的得率46.1%,改性AQ的得率比助剂X高0.4%。加入改性AQ蒸煮后浆料卡伯值为31.1,加入普通AQ蒸煮后浆料的卡伯值为34.3,添加改性AQ蒸煮后浆料卡伯值比普通AQ下降3.2;加入助剂X蒸煮后浆料的卡伯值为33.0,改性AQ的卡伯值比X低1.9。若以Y/K值(得率/卡伯值)来表示添加蒸煮助剂后木素脱除程度及纤维素和半纤维素保护状况,则Y/K值:改性AQ>助剂X>普通AQ。加入改性AQ蒸煮后黑液中残碱的含量为10.5g/L,加入普通AQ蒸煮后黑液中残碱含量为9.9g/L,改性AQ黑液中残碱的含量比普通AQ高0.6g/L;加入助剂X蒸煮后黑液中残碱含量为10.2g/L,改性AQ黑液中残碱的含量较助剂X高0.3g/L。从以上可以看出,改性AQ无论对于针叶材还是阔叶材在蒸煮方面都表现出优良的性能。浆料的得率比AQ高出0.8%～1.0%,卡伯值下降2～3,这有利于提高产量和浆料的可漂性。6改性aqnahs6.1在AQ改性过程中,Na2S2O4对AQ的还原能力最强;Na2S2O4还原AQ的最佳条件:80℃、120min、AQ:Na2S2O4:NaOH=1:3:4.5(质量比),转化率达96.4%。其中