专利名称：一种竹浆全无氯漂白新工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种竹浆全无氯(TCF)漂白新工艺，是一项新型的纸浆仿生 漂白技术。
背景技术：
由于环境保护的要求和生物技术的发展，生物酶作为一种高效率、高选择 性的催化剂，在纸浆漂白工业中应用日趋广泛。目前研究较为深入、应用较广 的生物酶，主要有半纤维素酶(聚木糖酶、聚甘露酶)和木素酶(木素过氧化 物酶、锰过氧化物酶和漆酶)两大类。它们与纸浆中的某些成分作用，形成脱 木素或有利于脱木素的状况，并改善纸浆的可漂性或提高纸浆的白度。然而，天然的生物酶来源有限、制备困难、对环境条件敏感，这些缺点都 制约了它的开发与利用。因此，提取出天然酶的化学本质，建立其化学仿真模 型，开发利用具有与天然酶功能相似甚至更加优越的仿酶便成为了当代化学与 仿酶科技领域的研究热点之一。仿酶就是具有与生物酶相似活性结构组成的非 蛋白质分子或分子集合体，它有着生物酶催化与化学催化两者的优点，是实现 纸浆绿色漂白目标的有效途径之一。目前，应用于纸浆脱木素和漂白的仿酶系统有以下几种l.金属卟啉配合 物，包括铁卟啉、锰卟啉；2.非卟啉金属配合物，包括金属酞菁、GIF体系、 希夫碱、铜-胺配合物、双核金属络合物、黄素、亚甲蓝类等。其中金属叶啉配 合物合成方法繁杂，成本较高，限制了它在工业中的实际应用。而非吟啉金属 配合物相对成本低廉，尤其是GIF体系，无须合成，操作简便，近年来国内外 已有较为深入的研究。但是，GIF体系在降解木素的同时，对纤维素的降解也 较为严重，影响了纸浆的成纸强度，另外，体系中毒性物质吡啶的用量也较大, 这些缺陷使其在工业应用中面临着一定的困难。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种竹浆全无氯漂白新工艺，其原料来 源广，合成金属salen简便，得率较高，成本低廉，用量极少，易于贮存，对 环境条件无苛刻要求，改善纸浆各项性能明显。解决本发明的技术问题所釆用的方案主要包含以下步骤①合成仿酶金属 salen,用希夫碱salen与金属有机酸盐反应，合成金属salen;②对竹浆漂白预 处理，在金属salen 、 NaOH、 &02和02存在的条件下，对氧脱硫酸盐竹浆进 行漂白预处理；③后续全无氯漂白，对金属salen仿酶预处理后的竹浆再经由
过氧化氢强化的碱处理段、过氧酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续三段漂 白处理。对竹浆漂白预处理时，竹浆的重量百分比浓度为4% 6%，各原料占竹浆重量的百分比为，NaOH用量为2.4% 3.0%、 &02用量为0.8% 1.0%、金属 salen用量为0.024% 0.03%, 02的压力为0.16MPa 0.2MPa，预处理的温度控 制在7(TC 9(TC,时间3h 5h。在对竹浆漂白预处理时，还可加入吡嗖，吡嗖 用量以与金属salen摩尔比为0.8 1: 1。本发明的后续全无氯漂白的最佳工艺条件为① 过氧化氢强化的碱处理段，氢氧化钠用量1.6% 2.0%,过氧化氢用量 0.4% 0.6%，处理时纸浆浓度8% 12%,温度75。C 85。C，时间1.5小时 2.0小时；② 过氧酸漂白段，螯合处理硫酸镁用量0.08% 0.10%, 二乙烯三胺五乙酸 用量0.4% 0.6%，处理时纸浆浓度4% 6%，温度60°C 70°C，时间0.5小时 1.0小时；纸浆经洗涤，加入过氧乙酸进行漂白，过氧乙酸用量2.6%~3.0%, 处理时纸浆浓度8% 12%,温度60°C 70°C,时间1.5小时 2.0小时；③ 过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量1.6% 2.0%，硫酸镁用量0.08% 0.10%,硅酸钠用量1.3% 1.5%, 二乙烯三胺五乙酸用量0.64% 0.96%,过氧 化氢用量2.1% 2.5%,处理时纸浆浓度8% 12%,温度80。C 9(TC,时间2.5 小时 3.0小时。本发明的有益效果是(1) 原料易得到，且合成金属salen的方法成熟、简便，得率较高；(2) 成本低廉，用量极少，本发明的仿酶预处理系统原料成本低，易得到， 用量少，因此可大大降低竹浆的处理成本，在相同白度要求下，成本可降低约 30%;(3) 改善纸浆各项性能，釆用仿酶预处理工序，对纤维素的降解作用小，能 提高TCF终漂纸浆成纸抗张指数6.47%、撕裂指数7.20%、耐破指数2.47%。 抗张指数、撕裂指数和耐破指数是一般纸张物理性能的三个关键指标；(4) 提高纸浆白度明显，釆用仿酶预处理工序，可提高TCF终漂纸浆白度 5,3%SBD;(5) 降低漂白废水污染负荷，采用仿酶预处理工序，能降低漂白废水污染负 荷10.2%~28.8%;(6) 节约漂白药剂用量，采用仿酶预处理工序，在相同白度要求下，能减少 后续过氧乙酸漂段或过氧化氢漂段漂剂用量40%以上；(7) 工业实施容易，仿酶预处理体系中毒性物质吡啶的用量极小，因此在工 业应用中困难较少。仿酶预处理体系也可不添加吡啶。仿酶预处理体系不添加
吡p定时，TCF终漂纸浆仍能达到89.6%SBD的高白度，比空白样增加了 4.4%SBD,粘度为629mL-g-1，提高纸浆白度仍然明显，纸浆性能仍然优良。
图l是salen的化学结构式；图2是金属salen配合物的化学结构式，其中M可以是多种金属，如Co、 Zn、 Ni等;图3是带有吡啶轴配体的M-salen配合物； 图4是金属salen配合物的合成路线。
具体实施方式
实施例1取2.5克乙二胺和8.5毫升水杨醛溶解于18亳升甲醇中，在冰水浴中搅拌 30分钟，静置15分钟，减压抽滤，用l亳升乙醚洗涤，在33'C下干燥6小时， 得淡黄色固体。再用160亳升无水乙醇重结晶，在33'C下干燥18小时，得到 希夫碱salen。取13毫摩尔希夫碱salen溶解在150亳升甲醇中,另称取13亳摩尔四水醋 酸钴，溶于温水中，迅速转入上述反应瓶中，并迅速生成棕色沉淀，70°C~80°C 加热回流l小时，棕色沉淀变为暗红色结晶，冷至室温，将结晶转移至砂芯漏 斗，抽滤，干燥即得Co-salen。在重量百分比浓度为6%的竹浆中，NaOH用量为3.0%、11202用量为1.0%、 金属salen用量为0.024%,吡^^用量以与金属salen摩尔比为0.9: 1 , 02的压 力为0.16MPa,对竹浆漂白预处理，处理的温度控制在70。C 90。C，时间3h 5h。然后进行后续全无氯漂白处理，在过氧化氢强化的碱处理段，氢氧化钠用 量2.0%,过氧化氢用量0.5%,处理时纸浆浓度8%,温度75i:，时间1.75小 时；在过氧酸漂白段，螯合处理硫酸镁用量0.08%， 二乙烯三胺五乙酸用量0.6%， 处理时纸浆浓度5%,温度6(TC，时间0.75小时，接着纸浆经洗涤，加入过氧 乙酸进行漂白，过氧乙酸用量2.6%,处理时纸浆浓度12%,温度6(TC，时间 2.0小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量1.8%,硫酸镁用量0.08%,硅酸 钠用量1.5%， 二乙烯三胺五乙酸用量0.64%，过氧化氢用量2.3%,处理时纸浆 浓度10%,温度85°C,时间2.5小时。实施例2取2.0克乙二胺和6.8亳升水杨醛溶解于14.4亳升甲醇中，在冰水浴中搅 拌30分钟，静置15分钟，减压抽滤，用l亳升乙醚洗涤，在33"C下干燥6小 时，得淡黄色固体。再用128亳升无水乙醇重结晶，在33'C下干燥18小时， 得到希夫碱salen。
取10.4亳摩尔希夫碱salen溶解在120毫升甲醇中，另称取10.4毫摩尔二水 醋酸锌，溶于温水中，迅速转入上述反应瓶中，并迅速生成棕色沉淀，70°C~80°C 加热回流l小时，棕色沉淀变为暗红色结晶，冷至室温，将结晶转移至砂芯漏 斗，抽滤，干燥即得Zn-salen。在重量百分比浓度为5.0%的竹浆中，NaOH用量为2.4%、 &02用量为 0.9%、金属salen用量为0.027%,吡嚏用量以与金属salen摩尔比为0.8: 1， 02 的压力为0.18MPa,对竹浆漂白预处理，处理的温度控制在7(TC 9(TC，时间 3h 5h。然后进行后续全无氯漂白处理，在过氧化氢强化的碱处理段，氢氧化 钠用量1.6%,过氧化氢用量0.6%，处理时纸浆浓度10%,温度85'C,时间1.5 小时；在过氧酸漂白段，螯合处理硫酸镁用量0.09%， 二乙烯三胺五乙酸用量 0.4%,处理时纸浆浓度4%,温度65"C，时间0.5小时，接着纸浆经洗涤，加 入过氧乙酸进行漂白，过氧乙酸用量2.8%,处理时纸浆浓度10%，温度65"C, 时间1.75小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量1.6%,硫酸镁用量0.09%, 硅酸钠用量1.4%, 二乙烯三胺五乙酸用量0.96%，过氧化氢用量2.5%，处理时 纸浆浓度8%,温度80°C ，时间2.75小时。实施例3取3.0克乙二胺和10.2亳升水杨醛溶解于21.6亳升甲醇中，在冰水洛中搅 拌30分钟，静置15分钟，减压抽滤，用1.2亳升乙醚洗涤，在33。C下干燥6 小时，得淡黄色固体。再用192毫升无水乙醇重结晶，在33。C下干燥18小时， 得到希夫碱salen。取15.6亳摩尔希夫碱salen溶解在180毫升甲醇中，另称取15.6亳摩尔四水 醋酸镍，溶于温水中，迅速转入上述反应瓶中，并迅速生成棕色沉淀，70°C~80°C 加热回流l小时，棕色沉淀变为暗红色结晶，冷至室温，将结晶转移至砂芯漏 斗，抽滤，干燥即得Ni-salen。在重量百分比浓度为4%的竹浆中，NaOH用量为2.7°/。、11202用量为0.8%、 金属salen用量为0.03%,吡啶用量以与金属salen摩尔比为1: 1, 02的压力为 0.2MPa，对竹浆漂白预处理，处理的温度控制在70。C 9(TC,时间3h 5h。 然后进行后续全无氯漂白处理，在过氧化氢强化的碱处理段，氢氧化钠用量 1.8%,过氧化氢用量0.4%,处理时纸浆浓度12%，温度8(TC,时间2.0小时； 在过氧酸漂白段，螯合处理硫酸镁用量0.1%, 二乙烯三胺五乙酸用量0.5%， 处理时纸浆浓度6%,温度70'C,时间1.0小时，接着纸浆经洗涤，加入过氧 乙酸进行漂白，过氧乙酸用量3.0%,处理时纸浆浓度8%,温度70。C,时间1.5 小时；在过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量2.0%,硫酸镁用量0.1%，硅酸钠用 量1.3%, 二乙烯三胺五乙酸用量0.8%，过氧化氢用量2.1%，处理时纸浆浓度 12%,温度90。C,时间3.0小时。
权利要求
1、一种竹浆全无氯漂白新工艺，其特征是主要包含以下步骤①合成仿酶金属salen，用希夫碱salen与金属有机酸盐反应，合成金属salen；②对竹浆漂白预处理，在金属salen、NaOH、H2O2和O2存在的条件下，对氧脱硫酸盐竹浆进行漂白预处理；③后续全无氯漂白，对金属salen仿酶预处理后的竹浆再经由过氧化氢强化的碱处理段、过氧酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续三段漂白处理。
2、 按权利要求l所述的竹浆全无氯漂白新工艺，其特征是对竹浆漂白预 处理时，竹浆的重量百分比浓度为4.0% 6.0%,各原料占竹浆重量的百分比为， NaOH用量为2.4% 3.0°/。、11202用量为0.8% 1.0%、金属salen用量为0.024% 0.03%, 02的压力为0.16MPa 0.2MPa,预处理的温度控制在70。C 90。C,时 间3h 5h。
3、 根据权利要求2所述的竹浆全无氯漂白新工艺，其特征是对竹浆漂白 预处理时，还加入了吡嚏，吡^^用量以与金属salen摩尔比为0.8 1:1。
4、 根据权利要求3所述的竹浆全无氯漂白新工艺，其特征是后续全无氯漂 白的工艺条件为① 过氧化氢强化的碱处理段，氢氧化钠用量1.6% 2.0%,过氧化氢用量 0.4% 0.6%，处理时纸浆浓度8% 12%，温度75。C 85t:,时间1.5小时 2.0小时；② 过氧酸漂白段，螯合处理硫酸镁用量0.08% 0.1%, 二乙烯三胺五乙酸 用量0.4% 0.6%,处理时纸浆浓度4% 6%，温度60°C 70°C,时间0.5小时 1.0小时；纸浆经洗涤，加入过氧乙酸进行漂白，过氧乙酸用量2.6%~3.0%， 处理时纸浆浓度8°/。 12%,温度60°C 70°C,时间1.5小时 2.0小时；③ 过氧化氢漂白段，氢氧化钠用量1.6% 2.0°/。，硫酸镁用量0.08% 0.1%, 硅酸钠用量1.3% 1.5°/。， 二乙烯三胺五乙酸用量0.64% 0.96%,过氧化氢用 量2.1°/。 2.5%,处理时纸浆浓度8°/。 12°/。，温度80。C 90。C,时间2.5小时 3.0小时。
全文摘要
一种竹浆全无氯漂白新工艺。本发明涉及一种竹浆全无氯(TCF)漂白新工艺，是一项新型的纸浆仿生漂白技术。本发明主要包含以下步骤①合成仿酶金属salen，用希夫碱salen与金属有机酸盐反应，合成金属salen；②对竹浆漂白预处理，在金属salen、NaOH、H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>和O<sub>2</sub>存在的条件下，对氧脱硫酸盐竹浆进行漂白预处理；③后续全无氯漂白，对金属salen仿酶预处理后的竹浆再经由过氧化氢强化的碱处理段、过氧酸漂白段和过氧化氢漂白段组成的后续三段漂白处理。本发明原料来源广，合成金属salen简便，得率较高，成本低廉，用量极少，易于贮存，对环境条件无苛刻要求，改善纸浆各项性能明显，可提高纸浆白度，降低漂白废水污染负荷，节约漂白药剂用量。
文档编号D21C9/147GK101109160SQ20071006610
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者周学飞, 贾艳迪 申请人:昆明理工大学