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废纸在脱墨过程中通常都采用NaOH做碱处理,导致纸浆颜色变暗加深,而H2O2在碱性条件下能够产生一种活性物质HOO,可以去除浆料中的发色基团,改善纸浆白度。因此,H2O2普遍在废纸制浆过程中作为漂白剂使用。众所周知,H2O是一种强氧化剂,很多常见物质都可与其发生催化分解反应,并伴有发热、产生氧气的现象,大量使用会造成一定程度的纤维损伤,降低浆料质量,加重细小纤维流失,导致成浆率下降。

     漂白处理剂(PBA-01)在H2O2漂白过程中既具有活化作用,又能有效的抑制H2O2的无效分解,保护纤维,提升纸浆白度;避免过度漂白对纤维造成损伤,提升漂后得率;同时它能够有效的抑制由低劣水质引起的污垢,能有效的分散洗掉粘着的颜料块,对热分散机、磨浆设备、送料泵、管道的结垢现象有一定的抑制作用;是健康、环保对身体无害的化学品,属于环境友好的绿色产品。

本实验主要研究了漂白处理剂PBA-01在漂白工序中对脱墨浆色度、白度及浆料质量的影响。
 
一、实验:

1、原料:

1.1、废纸脱墨浆采自协和实业发展有限公司,水力碎浆机出浆口取样,浆料为未漂脱墨再生浆。
漂白处理剂PBA-01:由郑州市诚志实业有限公司提供。

2、仪器:

恒温水浴锅 分析天平 酸碱度测试仪
ZB-A色度仪

3、漂白:

3.1、为了查看漂白处理剂在漂白工艺中所起的影响,首先,在H2O2(含量27.5%)用量同为8%时做一组对比试验:
(1)单独使用H2O2漂白实验;
(2)添加氧漂助剂后的漂白实验;

实验采用恒温水浴温度控制在80℃对浆料进行30min的漂白处理,每次实验采用10g绝干未漂脱墨再生浆,浆浓控制在10%,漂白时均采用单漂,PH值控制在10--11的范围内。
漂白工艺见表1:
表1:【漂白工艺条件】

序号NaOHH2O2PBA-01浆浓度PH值温度时间

%%
min
(1)48未加1010-118030
(2)480.21010-118030

 
按照表1的工艺条件进行漂白、洗涤、平衡水分,最后抄片,做色度检测,其结果如下表2:
 
 
表2:【抄片色度、浆料质量检测】

序号色度检测L*a*b*R457打浆度湿重

未漂脱墨再生浆85.492.28-2.9571.320SRg
(1)H2O2  单漂88.652.81-3.6776.79213.09
(2)PBA+H2O2 单漂89.212.56-3.2479.56213.16


将漂白后的浆料做打浆度、湿重的检测,观察其质量变化,检测结果显示两组实验打浆度并无变化,使用漂白处理剂后的浆料纤维长度有一定的提升,同时将剩余浆料抄成浆片后检测,观察其色值的变化, 结果显示,两组漂白后浆料的a*、b*值无大的变化,但(2)组实验漂后浆料的白度提升2.77,亮度也有所提高。

3.2、基于(1)(2)组实验的基础上,想进一步了解,如在漂白处理剂用量一样而浆料质量没有大的变化的情况下,对H2O2用量的影响,所以又做了几组阶梯式实验。漂白工艺见表3:
表3:【漂白工艺条件】

序号NaOHH2O2PBA-01浆浓度PH值温度时间

%%
min
(2)480.21010-118030
(3)470.21010-118030
(4)460.21010-118030
(5)450.21010-118030
(6)440.21010-118030

 
按照表3的工艺条件进行漂白、洗涤、平衡水分,最后抄片,做色度检测,其结果如下表4:
 
表4:【抄片色度、浆料质量检测】

序号色度检测L*a*b*R457打浆度湿重
0SRg
(2)PBA+H2O2 单漂89.212.56-3.2479.56213.16
(3)PBA+H2O2 单漂89.692.95-3.7381.18213.18
(4)PBA+H2O2 单漂88.812.36-3.1978.46213.08
(5)PBA+H2O2 单漂88.732.89-3.5679.91251.94
(6)PBA+H2O2 单漂88.482.77-3.7878.54242.2

为了具有可比性,H2O2用量阶梯式实验,漂白工艺不变,完成漂白工序后,依照上一个实验的程序也做了相同的检测。

二、分析与讨论:

由表1、2中可以看出,漂白处理剂在一定程度上保护了纤维的完整性,提高了H2O2的使用效率,使其较之单独的氧漂工艺中的浆料亮度和白度均提高了,纤维湿重也提升了。

由表3、表4中总体来看,随着H2O2用量的逐步降低,直至第(6)组实验,L*、a*、b*值均无太大变化;(2)(3)(4)组实验显示打浆度一致,湿重略有波动,但都在允许变化的范围之内,较为突出的是第(3)组实验,H2O2用量为7%,亮度、白度、湿重等指标均为出挑,各项数据都居峰值。(5)组开始打浆度、湿重有了大的波动。

单独将其(1)(3)(4)对比见下表5:

表5:【漂白工艺条件及抄片、浆料检测】

序号NaOHH2O2PBA-01浆浓度PH值温度时间

%%
min
(1)48未加1010-118030
(3)470.21010-118030
(4)460.21010-118030


序号色度检测L*a*b*R457叩解度湿重
(1)H2O2  单漂88.652.81-3.6776.79213.09
(3)PBA+H2O2 单漂89.692.95-3.7381.18213.18
(4)PBA+H2O2 单漂88.812.36-3.1978.46213.08


从表5中的(1)(3)可以看出,随着双氧水用量的降低,漂白处理剂的使用,亮度增加了0.9%,R457值提升了4.39个值,浆料湿重提升了0.1g;(1)(4)组实验的两组数据白度提升了1.67个值,湿重也无明显变化,说明了H2O2用量在(3)的基础上再将低1%,浆料质量也无影响。

三、结论:

本实验主要考察了漂白处理剂PBA-01在废纸脱墨浆H2O2漂白工艺中所起的影响,通过测定浆料的白度,打浆度、纤维长度及L*、a*、b*值,间接验证使用PBA后能否节约H2O2用量,使得在漂白过程中,在不损伤浆料质量的情况下,可以节约一些成本。

与之单独使用氧漂工艺处理后的浆料质量相比较,使用漂白处理剂后,H2O2用量可以在原有的基础上降低2%,还能够保证白度提升2个值左右,亮度、浆料纤维质量等均有所提升。

因此,在废纸制浆漂白过程中,使用漂白处理剂在改善纸浆白度、和提升浆料纤维质量方面均有优势。