改性的性能及應用

（aq）作為一種常見的煮劑劑，它可以加速木材的去除，保護纖維素和半纖維素的良好性能，并廣泛應用于其他行業。但AQ不溶于蒸煮液,在蒸煮過程很難均勻地和原料混合,這在一定程度上影響了其性能的發揮。AQ不溶于蒸煮液,但其還原產物AQ2-卻能溶于蒸煮液。LaurelE.Falk等人用14C標記AQ和木材切片技術發現在蒸煮的初始階段AQ主要分布在木片的表面,而堿液已滲透到木片的中心。AQ與木片滲透速度的差異影響了AQ性能的發揮。而用AQ的還原形式AHQ卻能很快滲透到木片的中心,能進一步提高漿料的得率,降低卡伯值。CarolaStorgard-Envallc對高溫下AQ的溶解反應進行了研究，在160℃溫度下,Na2S、葡萄糖、Na2S204等能將AQ部分還原,溫度要求太高,在實際生產意義不大。本研究的目的就是尋找一種適宜的還原劑能在較低的溫度(60～100C)將AQ還原,并用于生產。研究結果表明Na2S2O4在較低溫度下對AQ表現出了優良的還原性能,改性后的AQ在硫酸鹽法制漿中更能發揮AQ加速木素脫除、保護碳水化合物的效果。1不銹鋼蒸煮器法將反應物按一定的比例放入100mL不銹鋼蒸煮器反應一定時間后取出,用3G的玻砂坩鍋過濾,1mol的硫酸洗滌,用蒸餾水洗至中性,烘千稱重。2原料和設備的實驗2.1aq反應設備2.1.1主要實驗藥物Na2S2O4(90%)(保險粉):上海聯試化學有限公司蒽醌、助劑X:江蘇常州正大超細粉體有限公司提供2.1.2實驗設備100mL不銹鋼蒸煮器、SHZ-88臺式水浴恒溫振蕩器2.2原料和設備2.2.1桉木來自廣東某地,木片長約20～30mm,寬約10～20mm,厚約3mm。馬尾松來自廣西某地,木片長約20～30mm,寬約10～20mm,厚約3mm。2.2.2實驗設備八罐回轉甘油浴蒸煮器,PHS-25型pH計。3恢復的最佳條件3.1aq還原能力的測定蒽醌的用量為1.0g,在120℃時比較硫化鈉、葡萄糖、保險粉對AQ的還原能力,找出最佳還原劑,結果見圖1。由圖1可以看出,在硫化鈉、葡萄糖、保險粉這三種還原劑中,保險粉的還原能力最強,遠高于硫化鈉和葡萄糖,因此保險粉最適宜作AQ的還原劑。3.2o4還原aq最佳條件的確定改變溫度、時間、Na2S2O4和NaOH用量,確定AQ還原的最佳條件,結果見圖2～圖5。由圖2～圖5可以看出,Na2S2O4還原AQ的最佳條件:溫度80℃、時間120min、AQ:Na2S2O4:NaOH=1:3:4.5(質量比),轉化率最高(96.4%)。在這四個因素中,NaOH用量影響最大,時間影響較小,在20min時已達64.1%。由于Na2S2O4在高溫堿性條件下易發生歧化反應:2S2O42-+H2O=S2O32-+2HSO3-故溫度太高AQ還原的轉化率反而下降。4aq的紅外分析由AQ和改性AQ的紅外光譜測定結果可知,在紅外光譜中蒽醌的醌式結構C=0在1700cm-1有強伸縮振動,還原AQ的醌式結構轉變成酚型O—H在3500cm-1強的伸縮振動,對本實驗還原AQ進行紅外分析,在3440cm-1有強的吸收,證明AQ的醌式結構轉變成AHQ的酚型結構。改性AQ的物理化學性質:溶于堿液,溶液呈暗紅色,易被空氣中的氧所氧化。5改變aq采用硫酸法制備5.1添加改性aq的效果桉木硫酸鹽法制漿條件:用堿量(以Na2O計)16%,硫化度20%,液比1:4,最高蒸煮溫度160℃,保溫時間90min,助劑用量為0.10%,用不同助劑的蒸煮結果見圖6～圖8。從圖6～圖8可知:在桉木的硫酸鹽法蒸煮中,加入改性AQ蒸煮后漿料得率為50.4%,普通AQ蒸煮后漿料得率為49.4%,添加改性AQ后得率較普通AQ增加1.0%,蒸煮助劑X蒸煮后漿料的得率50.0%,改性AQ的得率比蒸煮助劑X高0.4%。加入改性AQ蒸煮后漿料的卡伯值為17,普通AQ漿料的卡伯值為19.1,改性AQ蒸煮后漿料的卡伯值比普通AQ降低2.1;加入蒸煮劑X蒸煮后漿料的卡伯值為18.2,改性AQ漿料的卡伯值比助劑X降低1.2。若以Y/K值(得率/卡伯值)來表示添加蒸煮助劑后木素脫除程度及纖維素和半纖維素保護狀況,則Y/K值:改性AQ>助劑X>普通AQ。加入改性AQ蒸煮后黑液中殘堿的含量為7.2g/L,普通AQ蒸煮后黑液中殘堿含量為6.9g/L,改性AQ蒸煮后黑液中殘堿的含量比普通AQ高0.3g/L;加入蒸煮助劑X蒸煮后黑液中殘堿含量為6.7g/L,改性AQ蒸煮后黑液中殘堿的含量比蒸煮助劑X高0.5g/L。5.2不同助劑x.2.3添加改性aq對黑液殘堿含量的影響馬尾松硫酸鹽法蒸煮條件:用堿量(以Na2O計)18%,硫化度30%,液比1:4,最高蒸煮溫度170C,保溫時間90min,助劑的用量0.10%,用不同助劑的蒸煮結果見圖9～圖11。從圖9～圖11可以得出:在馬尾松的硫酸鹽法蒸煮中,加入改性AQ蒸煮后漿料得率為46.5%,普通AQ蒸煮后漿料的得率為45.9%,添加改性AQ后得率比普通AQ增加0.6%;加入助劑X蒸煮后漿料的得率46.1%,改性AQ的得率比助劑X高0.4%。加入改性AQ蒸煮后漿料卡伯值為31.1,加入普通AQ蒸煮后漿料的卡伯值為34.3,添加改性AQ蒸煮后漿料卡伯值比普通AQ下降3.2;加入助劑X蒸煮后漿料的卡伯值為33.0,改性AQ的卡伯值比X低1.9。若以Y/K值(得率/卡伯值)來表示添加蒸煮助劑后木素脫除程度及纖維素和半纖維素保護狀況,則Y/K值:改性AQ>助劑X>普通AQ。加入改性AQ蒸煮后黑液中殘堿的含量為10.5g/L,加入普通AQ蒸煮后黑液中殘堿含量為9.9g/L,改性AQ黑液中殘堿的含量比普通AQ高0.6g/L;加入助劑X蒸煮后黑液中殘堿含量為10.2g/L,改性AQ黑液中殘堿的含量較助劑X高0.3g/L。從以上可以看出,改性AQ無論對于針葉材還是闊葉材在蒸煮方面都表現出優良的性能。漿料的得率比AQ高出0.8%～1.0%,卡伯值下降2～3,這有利于提高產量和漿料的可漂性。6改性aqnahs6.1在AQ改性過程中,Na2S2O4對AQ的還原能力最強;Na2S2O4還原AQ的最佳條件:80℃、120min、AQ:Na2S2O4:NaOH=1:3:4.5(質量比),轉化率達96.4%。其中