纸浆漂白及返黄机理
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二氧化硫漂白纸浆原理
二氧化硫漂白纸浆是一种常见的工业生产过程,它能够有效地提高纸张的白度和质量。
在这个过程中,二氧化硫起着非常重要的作用,下面我们将详细介绍二氧化硫漂白纸浆的原理。
首先,我们需要了解的是二氧化硫的化学性质。
二氧化硫是一种无色气体,化学式为SO2。
它是一种强还原剂,能够与许多物质发生化学反应。
在漂白纸浆的过程中,二氧化硫起着氧化还原的作用,能够将纸浆中的色素和杂质去除,从而提高纸张的白度。
其次,二氧化硫漂白纸浆的原理是基于二氧化硫与纸浆中的色素和杂质发生化学反应。
当二氧化硫溶液与纸浆接触时,二氧化硫会与色素和杂质发生还原反应,使它们失去颜色,从而实现漂白的效果。
此外,二氧化硫还可以与纸浆中的碱性物质反应生成亚硫酸盐,从而进一步去除色素和杂质。
最后,二氧化硫漂白纸浆的原理还涉及到二氧化硫的消耗和控制。
在实际生产中,需要根据纸浆的质量和漂白的要求来控制二氧化硫的用量和漂白的时间,以确保漂白效果达到最佳。
此外,还需要对二氧化硫残留的量进行严格的监测和控制,以防止对环境造成污染。
总的来说,二氧化硫漂白纸浆的原理是通过二氧化硫与纸浆中的色素和杂质发生化学反应,从而实现漂白的效果。
在实际生产中,需要严格控制二氧化硫的用量和漂白的时间,以确保漂白效果达到最佳,并且需要对二氧化硫残留的量进行监测和控制,以保护环境。
这种漂白方法在纸张生产中得到了广泛的应用,为提高纸张的质量和美观度提供了重要的技术支持。
造纸工艺中的漂白和压光工序有何作用造纸术作为中国古代四大发明之一,经过漫长的历史演变和技术革新,如今已成为现代工业中不可或缺的一部分。
在造纸工艺流程中,漂白和压光工序是两个非常重要的环节,它们对于纸张的质量、性能和外观都有着显著的影响。
首先,我们来谈谈漂白工序。
漂白的主要目的是去除纸浆中的天然色素和杂质,使纸张变得洁白。
在未经过漂白处理的纸浆中,通常含有木质素、树脂、单宁等物质,这些物质会使纸张呈现出黄褐色或灰暗的颜色,影响纸张的外观和使用效果。
通过漂白,可以有效地改善纸张的色泽,提高其白度和亮度,使其更加美观,更符合人们对于纸张白净的需求。
漂白不仅能够改善纸张的外观,还对纸张的物理性能和化学性能产生重要影响。
经过漂白处理的纸张,纤维之间的结合更加紧密,纸张的强度和韧性会有所提高。
同时,漂白还可以降低纸张中的杂质含量,减少纸张在使用过程中的化学反应,提高纸张的稳定性和耐久性。
在漂白过程中,通常会使用到各种化学试剂,如氯气、次氯酸盐、过氧化氢等。
这些化学试剂能够与纸浆中的色素和杂质发生反应,将其分解或去除。
然而,使用化学试剂进行漂白也存在一定的环境问题。
例如,氯气漂白会产生有毒的含氯化合物,对环境造成污染。
因此,随着环保意识的不断提高,越来越多的造纸企业开始采用更加环保的漂白方法,如无氯漂白和氧气漂白等。
接下来,我们再来说说压光工序。
压光工序是造纸过程中的一道重要工序,它主要是通过对纸张施加压力和热量,使其表面变得光滑平整,提高纸张的光泽度和印刷性能。
经过抄纸机形成的纸张,其表面通常不够平整,存在着凹凸不平的纤维结构和微小的孔隙。
这些不平整的表面会影响纸张的光泽度和印刷质量,使得印刷的图案和文字不够清晰、鲜艳。
而通过压光工序,可以有效地消除这些表面缺陷,使纸张的表面变得更加光滑、紧密,提高纸张的光泽度和印刷适性。
在压光过程中,纸张会在高温和高压的作用下,纤维之间的空隙被压缩,纤维的排列更加整齐有序。
纸浆双氧水漂白机理
纸浆双氧水漂白机理涉及到氧化反应和分解反应。
双氧水(H2O2)是一种常见的氧化剂,在漂白纸张、纺织品、食品、化妆品等多种应用领域中发挥着作用。
在纸浆双氧水漂白过程中,双氧水可以氧化许多物质,包括有机物和无机物。
双氧水通过释放氧气分子,将色素分子中的碳-碳或碳-氧化学键氧化断裂,从而使色素分子变得无色。
这样,物质表面的色素就被去除,使其变得更加白净。
此外,双氧水也可以通过催化剂来提高漂白效率。
常用的催化剂包括过氧化钠、过氧化钙、磷酸盐等。
这些催化剂会与双氧水反应,形成高活性的氧化剂,如过氧化氢(H2O2),它可以在较低温度和压力下氧化分解,从而提高了漂白效率。
需要注意的是,在使用双氧水进行纸浆漂白时,需要控制好反应条件,如温度、时间、浓度等,以确保安全和有效的漂白效果。
同时,由于双氧水对纤维有一定的损伤作用,因此在使用时需要谨慎选择合适的工艺和浓度。
论废纸浆漂白基本原理摘要:本文阐述了废纸浆颜色的产生、漂白的基本原理以及废纸浆漂白漂剂的选用原则,并提出了影响废纸浆漂白的两个因素。
关键词:废纸浆;漂白机理;影响因素引言随着废纸回收利用比例的提高和废纸浆使用范围的扩大,漂白已经成为废纸制浆的重要工艺过程。
漂白主要是去除颜色,提高纸浆的白度(俗称白度),以适应不同纸张的要求。
浆料的发色基团主要有羰基和共轭双键,漂白的实质就是漂剂与发色基团作用,通过改变其结构等方式使浆料颜色变浅变白。
因此,正确认识废纸浆发色基团的结构及其来源是实现漂白的基础。
废纸浆的漂白和其它纸浆的漂白有较大的差别。
首先是引起废纸浆发色的原因较复杂。
从广义而言,废纸浆主要包括碳水化合物、多酚类化合物以及染料和油墨三大类。
植物细胞壁的主要组成成分是纤维素和半纤维素,这类碳水化合物主要是由一些聚糖如葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖等组成的高聚物,主要功能基是羟基。
木素和大多数木材抽出物属于多酚类化合物,它们属于芳基醚或酚类化合物,还有部分是蒽醌类化合物,它们的共同特点是都具备共轭的芳环结构、碳碳双键结构以及羰基结构。
大多数染料均含有芳环结构、羰基结构或者偶氮结构以及碳碳双键。
油墨的主要颜料是碳黑,此外还包括一些结构类似于碳黑的有机颜料、矿物颜料等,另外,有机溶剂、树脂也是油墨组成中不可缺少的一部分。
对废纸浆而言,除原浆中木素等引起的颜色外,还存在着各种外来因素的影响。
如上所述废纸浆三大成分中的第三类——染料和油墨就是废纸浆着色的主要原因。
另外,涂料、添加剂及其它杂质也会影响废纸浆的白度。
其次,对已经漂白过的废纸浆进行再次漂白时其化学反应的作用也有所不同。
随着科学的进步,人们对纸浆的发色基团及其结构已经有了较深入的了解,脱色就是要通过氧化等化学作用达到破坏这些基团的结构的目的。
具有脱色作用的化学药品称漂剂,漂剂的漂白功能可以归结为化学和物理两种作用的共同结果【1】。
1颜色的产生浆料中某些化合物吸收部分可见光是纸浆显色的原因。
二氧化硫漂白纸浆原理纸浆是制造纸张的原材料,其中包含大量的木质素和纤维素,这些物质会影响纸张的颜色和性质。
为了使纸张具有良好的质量和外观,需要对纸浆进行漂白处理。
二氧化硫漂白是一种常用的纸浆漂白方法,本文将介绍二氧化硫漂白纸浆的原理和过程。
一、二氧化硫漂白的原理二氧化硫漂白是一种还原型漂白方法,其原理是通过还原剂还原纸浆中的色素和杂质,使其变为无色或较浅的颜色。
二氧化硫是一种强还原剂,可以还原多种有机和无机物质,包括木质素和纤维素中的色素和杂质。
在漂白过程中,二氧化硫与纸浆中的色素和杂质发生化学反应,产生还原产物,从而去除它们的颜色和影响。
二、二氧化硫漂白的过程二氧化硫漂白过程包括预处理、漂白和后处理三个步骤。
1. 预处理预处理是为了减少纸浆中的杂质和色素,提高漂白效果。
预处理方法包括筛选、洗涤和浸泡等,可以根据纸浆的质量和漂白要求进行选择。
2. 漂白漂白是二氧化硫漂白的核心步骤,其具体步骤如下:(1)加入二氧化硫:将纸浆与二氧化硫混合,通常使用浓度为1-3%的二氧化硫水溶液,通过搅拌或喷洒等方式加入纸浆中。
(2)调节pH值:将纸浆的pH值调节到4-5左右,这有利于二氧化硫的还原反应。
(3)加热:将纸浆加热到80℃左右,加热有利于二氧化硫的还原反应和色素的分解。
(4)保温:将纸浆保温1-2小时,使得漂白效果更好。
(5)中和和洗涤:将漂白后的纸浆中和,洗涤干净,以便后续加工使用。
3. 后处理后处理是为了防止漂白产生的副产物对环境和人体的危害。
后处理方法包括中和、过滤和氧化等,可以根据漂白剂的种类和效果进行选择。
三、二氧化硫漂白的优缺点二氧化硫漂白是一种经济、快速、高效的漂白方法,具有以下优点:1. 二氧化硫是一种廉价、易得的化学品,成本低。
2. 漂白速度快,可以在短时间内达到理想的漂白效果。
3. 可以适应各种纸浆类型和漂白要求,灵活性高。
4. 漂白后的纸张质量好,色泽均匀、亮丽。
但同时,二氧化硫漂白也存在以下缺点:1. 二氧化硫是一种有害气体,对环境和人体有一定危害。
第七章纸浆的漂白(pulp bleaching)制浆原理与工程1.漂白目的:白度洁净度第一节概论2.漂白分类:溶出木素式漂白保留木素式漂白制浆原理与工程第二节化学浆的含氯漂白含氯漂剂主要有氯、次氯酸盐和二氧化氯。
制浆原理与工程化学浆的单段和多段漂白单段次氯酸盐多段的CEH 三段漂白V O H Cl e HOCl H HOCl VCl e Cl Cl 5.12:35.121:2++⇔+++⇔+−+−氯化过程中产生的CHCl3具有致癌作用,此外,还有很多有机氯化物产生,都是木素降解产物的氯化物,其中以各种氯代酚为最多。
如二氯代酚、三氯代酚、四氯代酚和五氯代酚为代表。
还有氯代愈创木酚、氯代香草醛、氯代儿茶酚等,均是有毒物质,且不易进行生物与非生物降解。
主要的有毒物质是在纸浆氯化时产生的二恶英(dioxins)和呋喃(furans),即PCDDs (polychlorinafed dibenzo-p-dioxins,多氯二苯-对-二恶英)和PCDFs(polychlorinafed dibenzofurans,多氯二苯呋喃)两个系列。
具有致癌性、致突变性、致畸胎性、多发性脑神经病变和急毒性。
代表物:2,3,7,8-四氯二苯基-对-二恶英(2,3,7,8-TCDD)和2,3,7,8-四氯二苯基呋喃(2,3,7,8-TCDF).第三节化学浆的全无氯漂白•主要是使用含氧漂剂进行纸浆的漂白•氧气、过氧化氢、过氧酸以及生物酶制浆原理与工程废纸浆的漂白一、废纸浆的过氧化氢漂白二、废纸浆的连二亚硫酸漂白制浆原理与工程。
纸浆漂白和返黄机理
1、漂白的主要目的是提高纸浆的白度和白度的稳定性。
改善纸浆的物理化学性质,纯化纸浆,提高纸浆的洁净度,也是漂白的目的。
漂白是通过化学品的作用除去浆中的木素或者改变木素发色基团的结构来实现的。
2、纸浆漂白的方法可分为两大类。
一类称“溶出木素式漂白”,通过化学品的作用溶解纸浆中的木素使其结构上的发色基团和其他有色物质受到彻底的破坏和溶出。
此类溶出木质素的漂白方法常用氧化性的漂剂,如氯酸盐、二氧化氯、过氧化物、氧、臭氧等,这些化学品单独使用或相互结合,通过氧化作用实现除去木素的目的,常用于化学浆的漂白。
另一类称“保留木素式漂白”,在不脱除木素的条件下,改变或破坏纸浆中属于醌结构、酚类、金属螯合物、羰基或碳碳双键等结构的发色基团,减少其吸光性,增加纸浆的反射能力。
这类漂白仅使发色基团脱色而捕食溶出木素,漂白浆得率的损失很小,通常采用氧化性漂白剂过氧化氢和还原性漂白剂连二亚硫酸盐、亚硫酸盐和硼氢化物等。
这类漂白方法常用于机械浆和化学机械浆的漂白。
3、纸浆漂白的基本原理:
由于木素大分子含有不同的发色基团以及发色基团与发色基团之间和发色基团与助色基团之间的各种可能的联合,构成复杂的发色体系,形成宽阔的吸收光带,因此,从理论上来说,有色物质的脱色或者说漂白是通过阻止发色基团间的共轭,改变发色基团的化学结构,消除助色基团或防止助色基团和发色基团之间的联合等途径来实现。
目前纸浆的漂白,无论是使用氧化性漂白剂还是使用还原性漂白剂,都是以上述理论为基础的。
漂白的作用是从浆中除去木素或改变木素的结构。
漂白化学反应可以分为亲电反应和亲核反应。
亲电反应促使木素降解,亲电剂(阳离子和游离基)主要进攻木素中富含电子的酚和烯结构;亲核剂(阴离子少许游离基)则进攻羰基和共轭羰基结构,除还原反应外,也会发生木素降解。
4、纸浆的返黄和白度的稳定
纸浆在通常的环境或特定的条件下放置一段时间后,会逐渐变黄,白度会有一定程度的降低,这种现象叫做返黄或回色。
纸浆返黄造成白度损失,直接影响到纸浆或纸张的使用价值。
纸浆返黄的机理和影响因素。
(一)返黄机理。
纸浆的返黄都是由热和光的
诱导产生的。
但是,由于机械浆和化学机械与化学浆的化学组成有较大的不同,其返黄机理和影响因素也有所不同,现分述如下:含高得率浆多的纸张在温暖潮湿的环境中贮存,会产生热诱导返黄,其可能的机理是纸浆木素中的邻苯二酚结构热氧化成为有色的苯醌结构。
化学浆的返黄也是热和光的诈诱导产生的。
但是,化学浆的光诱导返黄不如机械浆那样重要。
漂白化学浆,特别是高纯度的漂白化学浆的返黄,木素的影响没有机械浆那么大。
没有确切证据说明漂白化学浆残余木素能引起返黄,但又不能排除这种可能性。
纤维素和半纤维素的氧化降解产物、浆料中所含的树脂及过渡金属离子等对纸浆的返黄有不良的影响。
影响高纯度漂白化学浆返黄的原因,主要由于不恰当的生产工艺条件使纤维素和半纤维素受到氧化产生了各种形式的羰基和羧基造成的,其中羰基的影响最大。
(二)高得率浆和化学浆返黄的影响因素。
生产纸浆的原料和制浆方法、纸浆漂白的方法及其工艺、金属离子及其含量、干燥贮存的条件等,对纸浆返黄都有不同程度的影响。
1、材种和材质。
不同原料的化学组成不同,生产的机械浆的热稳定性不同。
针叶木中,雪松机械浆的热稳定性最好,香脂冷杉和云杉次之,落叶松和短叶松最差。
桦木和杨木机械浆的热稳定性相近。
短叶松芯材机械浆的返黄比其边材严重。
树皮的带入也会降低机械浆的白度稳定性。
2、制浆方法。
不同的制浆方法对返黄的影响不同。
木素是导致机械浆返黄的主要因素,而机械浆基本保留了原料中的木素,因此,机械浆比化浆容易返黄。
在室温下,TMP的返黄比SGW快。
用亚硫酸钠预处理的CTMP比TMP
容易返黄。
硫酸盐浆比亚硫酸盐浆较易返黄。
含半纤维素多的亚硫酸盐浆比含半纤维素少的亚硫酸盐浆容易返黄。
3、漂白方法和漂白条件。
4、金属离子和树脂。
无论是机械浆还是化学浆,浆中都含有金属离子,其中铁、铜、锰等过渡金属离子,对漂白浆的返黄有严重的影响。
纸浆中的树脂,在含氯漂白时生成氯化碳氢化合物,这些物质不稳定,在存放中会分解出碳氢化合物而变成深暗色的树脂产物。
5、草浆中杂细胞含量。
草浆中杂细胞含量对漂白浆的返黄有重要影响。
这是因为杂细胞中木素和灰分含量均较高,其比表面积又大的缘故。
6、纸浆的干燥和贮存。
使用蒸汽烘缸干燥浆板时,会使白度损失,浆板外层比内层变黄更明显。
浆板打包贮存时会产生热和光诱导返黄,特别是浆板在高温下打包进返黄现象更明显。
由于温度和湿度的影响,在室温下放置3天后,风干浆捆外层白度下降2~3度,而里面能下降7度左右。
贮存温度的高低,对返黄也有影响。
7、纸浆水分含量。
贮存的漂白浆水分越大,老化后越容易返黄。
5、稳定白度减轻返黄的方法。
根据前面所述的纸浆返黄机理及其影响因素,可采取以下一些措施减轻返黄,提高白度稳定性。
1、提高未漂纸浆的质量。
(1)加强备料。
草类
原料要尽量除去含杂细胞多的草叶、草穗、蔗髓和泥尘等;针叶木应有足够的贮存风化时间,以减少树脂含量。
(2)掌握好蒸煮工艺和操作条件,稳定蒸煮质量,避免过煮,减少纤维素、半纤维素的氧化降解。
(3)加强漂前的洗涤和筛选,减少蒸煮过程碳水化合物的降解产物进入漂白工段,造成漂后纸浆容易返黄。
草浆在漂前用跳筛除去杂细胞,以减轻纸浆返黄。
2、选用合适的漂白剂和漂白方法。
选用氧化电势低的漂剂可以减少返黄,通常次氯酸盐和臭氧漂白返黄严重,二氧化氯和过氧化氢漂白返黄较小。
在多段漂白的终漂段采用二氧化氯或过氧化氢漂白,均可显著减少漂白浆的返黄。
化学浆尽量避免采用次氯酸盐单段漂,而采用多段漂白,段间加强洗涤,漂后纸浆用酸处理,以进一步除去浆中金属离子,提高白度稳定性。
3、采用合理的漂白工艺。
(1)氯化时应避免因用氯量过多,温度过高,时间过长或混合不均匀而产生的“过氯化”,以防纤维素和半纤维生成羰基。
(2)纸浆用热碱处理,既可除去浆中的树脂、半纤维素、又可以破坏浆中的羰基,对纸浆减少返黄有显著的效果。
(3)通常次氯酸盐漂白的浆容易返黄。
次氯酸盐用量大,漂白温度高,时间长,更加剧返黄。
PH值在7~11范围内,PH值愈高返黄愈轻。
PH值9以上时,羰基能进一步氧化成对返黄影响较小的羧基,可以减少返黄。
在中性或接近中性的条件下漂白,会产生西酮基使返黄加剧。
(4)二氧化氯在酸性条件下漂白,不会在纤维素和半纤维素中引入醛基和酮基,因而返黄少。
用足够量的ClO2,在适宜的PH值和70℃下漂白3h,浆的白稳定性好。
(5)漂白终点时,浆中应剩有少量漂剂,漂后应充分洗涤,以利白度的稳定。
4、掌握合理的浆板干燥和贮存条件,浆板干燥曲线要合理,出干燥部的浆板先经冷却再打包贮存。