差示紫外-可見光譜分析桉木cmp漿在過氧化氫、硼氫化鈉和na

由于速生樹種的高得到率，由于良好的松度和機械強度，速生樹種的高得到率紙漿被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)文化紙。高得率制漿中木素含量很高,其中含有的雙鍵、苯環(huán)、羰基等發(fā)色基團以及多種助色基團。這些基團在紙漿生產(chǎn)過程中可以吸收可見光,形成不同的顏色。國內(nèi)外對發(fā)色基團的發(fā)色行為展開了廣泛的研究。Imsgard等發(fā)現(xiàn),H2O2漂白過程中白度停滯的主要原因是漿料中木素形成了鄰醌結(jié)構(gòu)、共軛羰基等發(fā)色基團。木素醌型結(jié)構(gòu)是木材和高得率漿顏色的重要來源,苯醌結(jié)構(gòu)與H2O2的反應(yīng)效率低于其他發(fā)色基團。Gierer和Imsgard等采用木素模型物和溶出木素進行木素的發(fā)色行為的研究。李友明等研究了木素在Na2SO3處理及H2O2漂白過程中發(fā)色基團的變化,結(jié)果表明,鄰醌和鄰酚金屬螯合物決定了Na2SO3處理和H2O2漂白的顏色效果,它們的顏色吸收是H2O2漂白后木素淺色化效果不顯著和Na2SO3處理后木素深色化的主要原因。郗偉等探討了了不同工藝的H2O2漂白技術(shù),發(fā)現(xiàn)高得率漿H2O2漂白到一定的白度后,過多的H2O2的加入難以進一步提高紙漿白度,說明H2O2漂白過程存在“白度停滯”現(xiàn)象。目前,對速生材高得率漿漂白過程中發(fā)色體系的變化尚缺乏系統(tǒng)研究。本文以桉木CTMP漿為原料,探討了H2O2漂白的最佳條件,并采用差示紫外-可見光譜(DRUV)對比研究了H2O2、NaBH4和Na2S2O4三種不同漂白方法漂白后紙漿中發(fā)色系統(tǒng)的變化。1原料和實驗方法1.1原材料桉木CTMP漿取自工業(yè)化生產(chǎn)車間,預(yù)處理藥品用量NaOH3%;Na2SO33%;未漂漿白度為43.39%。1.2母乳處理漿濃10%,EDTA用量0.4%,在80℃水浴中處理40min。1.3最佳漂漂條件的確定固定漂白時間和溫度及緩沖溶液的用量等因素,改變H2O2的用量和NaOH/H2O2的比值,考察漂后紙漿白度的變化,確定最佳漂白條件。漂后紙漿抄成定量為300g·m-2左右的漿片,用ZB-A色度儀進行白度和色度值的測定。1.4絕干原料液制備桉木CTMP漿NaBH4漂白實驗條件:NaBH4用量25%(對絕干原料,下同),常溫,漿濃2.5%,時間48h。稱取2g絕干漿,螯合后按實驗條件進行漂白處理,漂白后的紙漿抄造成定量為300g·m-2的漿片,陰暗處風(fēng)干后測定白度和色度值。1.5s12o4活化桉木CTMPNa2S2O4漂白實驗條件:NaOH用量2%,Na2S2O4用量4%,漿濃10%,時間1h,溫度70oC。稱取2g絕干漿,螯合后根據(jù)以上實驗條件進行漂白處理。漂白后的紙漿抄造成定量為300g·m-2的漿片,陰暗處風(fēng)干后測定白度和色度值。2結(jié)果與討論2.1naoh用量對段中小型公共纖維色度值的影響從圖1看出,隨著H2O2用量的增加,白度和明度值(L*)逐漸提高。NaOH的用量對漂白效果的影響有最佳值,當(dāng)H2O2用量一定,隨著NaOH/H2O2比值的增加,白度和L*增加,然后逐漸減少,在NaOH/H2O2為0.9時均出現(xiàn)最大值。說明NaOH用量過高時會使紙漿中產(chǎn)生有色物質(zhì),從而影響漂白結(jié)果。H2O2用量為3%時,NaOH/H2O2值為0.9和1.0之間的白度值相差可達5.66個百分點。隨著H2O2用量的提高,NaOH/H2O2比值對紙漿漂白效果的影響逐漸減小。a*和b*的變化與白度呈相反趨勢。a*與b*分別反映紙漿偏紅和偏黃程度,當(dāng)NaOH/H2O2的值一定時,隨著H2O2用量增加,其值不斷降低,紙漿的偏紅偏黃程度減輕;一定H2O2用量時,在NaOH/H2O2為0.9出現(xiàn)了最小值,紙漿顏色相對最淺。增加H2O2的用量可以提高紙漿的白度和L*,但是NaOH用量過高會使紙漿的色度值提高,所以NaOH的用量有一最佳用量。當(dāng)NaOH/H2O2為0.9時,H2O2漂白效果最佳。2.2不同漂消液復(fù)合至b型從表4看出,在三種漂白方法中H2O2漂白白度提高最多,Na2S2O4提高最低。Na2S2O4漂白相對未漂漿白度提高了11.87%,經(jīng)NaBH4漂白白度提高19.55%,H2O2漂白后,白度相對未漂漿提高達到39.29%。Na2S2O4、NaBH4漂白后a*為正值,而H2O2漂白后其值為負,紙漿顯得白度較高。未漂漿b*值最高,經(jīng)NaBH4和H2O2漂白后的紙漿b*值下降明顯,其中H2O2漂白后的紙漿b*值降低幅度較大。b*值的降低反映了紙漿中共軛羰基數(shù)量的減少,紙漿偏黃程度降低,白度得以上升。說明三種漂白方法均在不同程度上破壞了紙漿中的共軛羰基,且其中H2O2漂白對共軛羰基的破壞作用最大。從圖2看出,Na2S2O4漂白后370nm處略有降低,在堿性環(huán)境下Na2S2O4還原了醌類結(jié)構(gòu),漂白破壞了紙漿中甲氧基對醌以及鄰醌結(jié)構(gòu)。NaBH4漂白后300nm處下降明顯,其可將不飽和雙鍵還原為羥基,還原作用較徹底。3不同naoh/h2氧漂劑對養(yǎng)殖木材的保護作用桉木CTMP漿H2O2漂白過程中,增加H2O2用量可明顯提高紙漿白度值和明度值L*;NaOH用量過高會使紙漿中產(chǎn)生有色物質(zhì),使紙漿的白度降低,色度值a*和b*提高;NaOH/H2O2的值對紙漿白度有較大影響,當(dāng)NaOH/H2O2比值為0.9時,紙漿的漂白效果最佳。Na2S2O4、NaBH4及H2O2三種漂白過程中漂劑作用于速生木材中的不同發(fā)色基團。Na2S2O4可在堿性環(huán)境下還原醌類結(jié)構(gòu),破壞甲氧基對醌以及鄰醌結(jié)構(gòu);NaBH4可將不飽和雙鍵還原為羥基;H2O2漂白效率較高,其可以破壞共軛羰基、碳碳雙鍵以及醌類結(jié)構(gòu)。H2O2漂白相對前兩種漂白