次氯酸鹽漂白助劑的研究

謝鴻武，蒙衍強(qiáng)，龐業(yè)娟，梁靜檸

（1.柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州 545011；2.柳州師范高等?？茖W(xué)校，廣西柳州 545004）

次氯酸鹽漂白助劑的研究

謝鴻武1，蒙衍強(qiáng)2，龐業(yè)娟1，梁靜檸1

（1.柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州 545011；2.柳州師范高等專科學(xué)校，廣西柳州 545004）

研究了2種助漂劑對(duì)漿料次氯酸鹽漂白及CEH終漂結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在次氯酸鹽漂白過(guò)程中加入助漂劑，對(duì)漿纖維具有保護(hù)作用，可以降低漂損率，有利于提高漂白漿的白度和黏度；同時(shí)，可降低CEH漂白終點(diǎn)殘氯，減少漂漿返黃。

次氯酸鹽；漂白助劑；氯化-堿處理-次氯酸鹽三段漂

目前，我國(guó)大多數(shù)非木材漿廠仍采用常規(guī)CEH三段漂白工藝。此漂白工藝?yán)w維受降解較多，漂損率大，漂白漿殘氯高、容易返黃，白度穩(wěn)定性差，黏度低。

本實(shí)驗(yàn)以硫酸鹽竹漿為原料，研究添加2種不同助漂劑對(duì)次氯酸鹽漂白和CEH終漂結(jié)果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

實(shí)驗(yàn)室漿料：漿料為大生產(chǎn)硫酸鹽竹漿，已經(jīng)過(guò)篩選并經(jīng)氯化和H2O2堿處理，半漂漿白度48.1%ISO，黏度 781 mL/g， K 值（KMnO4值）13.6。

助漂劑：2種助漂劑TJ-1和BZ-2均為白色粉狀物質(zhì)，都是含氮有機(jī)化合物，易溶于水，TJ-1助劑pH為2～3，BZ-2助劑pH為3～4，分別溶解成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液待用。

1.2 實(shí)驗(yàn)室漂白實(shí)驗(yàn)

采用常規(guī)CEH三段漂工藝。H段漂白在高密度聚乙烯袋中進(jìn)行。2種助劑分別加到半漂漿中，揉搓均勻后再加入漂液，混合均勻，密封后放入恒溫水浴中，在設(shè)定的溫度和時(shí)間下反應(yīng)，漂后漿料用已經(jīng)凈化處理的清水洗滌。

實(shí)驗(yàn)條件：絕干漿10 g，漿濃10%，次氯酸鈣用量（以有效氯計(jì)）2.4%～2.6%，漂白溫度38℃，pH=10～11，漂白時(shí)間210 min，進(jìn)行一次漂白。

1.3 分析方法

KMnO4值（K 值）、白度（ISO）、黏度和返黃值的檢測(cè)方法均參照國(guó)標(biāo)所述的方法進(jìn)行[1-2]。

2 結(jié)果與討論

通過(guò)大量對(duì)比實(shí)驗(yàn)，2種助劑對(duì)次氯酸鹽漂白及對(duì)CEH終漂結(jié)果的影響見(jiàn)圖1～15所示。

2.1 助劑用量對(duì)次氯酸鹽漂白劑CEH終漂結(jié)果的影響

2種助劑 ZB-2與 TJ-1的添加量分別為 0、0.13%、0.15%和0.17%（對(duì)絕干漿，下同），研究助劑添加量對(duì)次氯酸鹽漂白劑CEH終漂結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1～5所示。

2.1.1 助劑對(duì)殘氯的影響

圖1顯示了終點(diǎn)殘氯隨助劑添加量的變化。

圖1 終點(diǎn)殘氯隨助劑添加量的變化

從圖1可以看出，隨著助劑添加量的增加，對(duì)于BZ-2助劑，終點(diǎn)殘氯先逐步下降，添加量達(dá)到0.15%時(shí)略有上升，但比空白樣仍然下降42%；而對(duì)于助劑TJ-1，對(duì)終點(diǎn)殘氯沒(méi)有明顯的消減作用。

2.1.2 助劑對(duì)黏度的影響

圖2顯示了漂后漿黏度隨助劑添加量的變化。

圖2 漂后漿黏度隨助劑添加量的變化

由圖2可知，2種助劑的加入都有助于提高CEH漂后漿黏度，但助漂劑添加量增加到一定值后，黏度變化不顯著。

2.1.3 助劑對(duì)白度的影響

圖3顯示了漂后漿白度隨助劑添加量的變化。

圖3 漂后漿白度隨助劑添加量的變化

圖3結(jié)果表明，助劑的加入，無(wú)論是BZ-2還是TJ-1，對(duì)提高漂后漿的白度都有一定的促進(jìn)作用，而且具有類似的變化趨勢(shì)，當(dāng)助劑添加量為0.13%時(shí)，白度達(dá)到最大值。但二者相比，TJ-1作用更明顯。

2.1.4 助劑對(duì)返黃率的影響

圖4顯示了漂后漿返黃率隨助劑添加量的變化。

圖4 漂后漿返黃率隨助劑添加量的變化

由圖4可見(jiàn)，助劑對(duì)降低CEH漂后漿返黃率作用較為明顯，當(dāng)助劑添加量為0.15%時(shí)效果最為理想，相對(duì)而言，BZ-2助劑更有利于降低漂后漿返黃率。

2.1.5 助劑對(duì)漂白損失率的影響

圖5顯示了漂白損失率隨助劑添加量的變化。

圖5告訴我們，添加2種助劑漂白，不同助劑用量漂白漿漂損率均不同程度低于空白樣；隨著添加量的增加，漂白得率也呈上升趨勢(shì)，當(dāng)添加量達(dá)到0.15%時(shí)，再增加助劑用量，對(duì)增加漂白得率的影響不大。當(dāng)相同用氯量漂白，加BZ-2助劑的漿漂損率總體上低于加TJ-1助劑的漿漂損率。可見(jiàn)，助漂劑具有良好的纖維保護(hù)作用。

圖5 漂白損失率隨助劑添加量的變化

綜上所述，在次氯酸鹽漂白過(guò)程中，BZ-2和TJ-1這2種助劑最佳添加量均為0.15%。在合適的助劑添加量條件下，CEH終漂漿的黏度、白度得到一定程度的改善，返黃率和漂損率也有一定程度的下降；而對(duì)于終點(diǎn)殘氯指標(biāo)，BZ-2具有很好的活化作用，能大幅降低終點(diǎn)殘氯量。

2.2 不同用氯量條件下助劑對(duì)CEH終漂結(jié)果的影響

2種助劑 BZ-2、TJ-1添加量分別為 0.13%、0.15%和0.17%，研究次氯酸鹽用量（以有效氯計(jì)）分別為2.4%和2.6%條件下，助劑對(duì)CEH終漂結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6～15所示。

2.2.1 對(duì)終點(diǎn)殘氯的影響

圖6和圖7分別顯示了2種助劑不同用量對(duì)漂白終點(diǎn)殘氯量和終點(diǎn)殘氯的影響。

圖6 助劑BZ-2用量對(duì)漂白終點(diǎn)殘氯量的影響

圖7 助劑TJ-1用量對(duì)漂白終點(diǎn)殘氯量的影響

圖6和圖7的結(jié)果表明，助劑在0.13%～0.17%使用范圍內(nèi)，漂液氯用量越高，漂后漿殘氯量也相對(duì)較高。我們注意到，當(dāng)次氯酸鹽用量為2.4%，即低于空白樣漂白次氯酸鹽用量2.6%時(shí)，使用TJ-1助劑的CEH漂后漿殘氯比空白樣有所降低，但仍比同樣用氯量條件下BZ-2助漂劑的漂后漿殘氯大較多。

2.2.2 對(duì)漂白漿黏度的影響

圖8顯示了助劑BZ-2在高氯用量條件下，其用量對(duì)CEH終漂漿黏度的影響。

圖8 助劑BZ-2用量對(duì)CEH終漂漿黏度的影響

從圖8可見(jiàn)，助劑BZ-2在高氯用量條件下，CEH漂漿黏度受助劑用量影響不大，但次氯酸鹽用量在2.4%時(shí)，CEH漂漿黏度隨助劑用量增加而顯著升高。表明高氯用量有利于獲得高黏度漂漿。

圖9顯示了助劑TJ-1在低氯用量0.13%時(shí)，次氯酸鹽用量對(duì)CEH終漂漿黏度的影響。

圖9的結(jié)果表明，助劑TJ-1在低氯用量0.13%時(shí)，次氯酸鹽用量無(wú)論是在2.4%、還是2.6%，CEH漂漿黏度都達(dá)到了較高水平，而且都遠(yuǎn)高于其他樣品。這表明，TJ-1助劑在低用氯量和低助劑用量條件下都可以獲得較高的漂漿黏度。當(dāng)用氯量比空白樣降低，即以次氯酸鹽用量2.4%漂白，加TJ-1助劑的漿黏度比加BZ-2助劑的漿黏度高。

圖9 助劑TJ-1用量對(duì)CEH終漂漿黏度的影響

2.2.3 對(duì)漂白漿白度的影響

圖10和圖11分別顯示了使用BZ-2助劑和TJ-1助劑時(shí)，2種助劑不同用量對(duì)CEH終漂漿白度的影響。

圖10 助劑BZ-2用量對(duì)CEH終漂漿白度的影響

圖11 助劑TJ-1用量對(duì)CEH終漂漿白度的影響

圖10和圖11結(jié)果顯示，次氯酸鹽用量為2.6%時(shí)CEH漂漿白度都較相同助劑用量下的次氯酸鹽用量為2.4%時(shí)的漂漿白度高，最大差別可達(dá)4%。在次氯酸鹽用量為2.6%條件下，助劑用量對(duì)漂漿白度影響不大，2種助劑對(duì)白度影響程度接近。而次氯酸鹽用量在2.4%時(shí)，各助劑添加量條件下，漂漿白度都超過(guò)了80%ISO，基本都滿足市場(chǎng)對(duì)漿白度指標(biāo)的技術(shù)要求。

2.2.4 對(duì)漂白漿返黃率的影響

圖12和圖13分別顯示了使用BZ-2助劑和TJ-1助劑時(shí)，2種助劑不同用量對(duì)CEH終漂漿返黃率的影響。

圖12 助劑BZ-2用量對(duì)CEH終漂漿返黃率的影響

圖13 助劑TJ-1用量對(duì)CEH終漂漿返黃率的影響

從圖12和圖13可看出，當(dāng)氯用量較高時(shí)，在相同助劑用量情況下，終漂漿的返黃率也相對(duì)較高，這與高氯用量CEH漂漿終點(diǎn)殘氯高密切相關(guān)。此外，2種助劑對(duì)漂漿返黃率影響程度對(duì)比，TJ-1助劑的總體返黃率比BZ-2的返黃率略大。

2.2.5 對(duì)漂白漿料損失率的影響

圖14和圖15分別顯示了使用BZ-2助劑和TJ-1助劑時(shí)，2種助劑不同用量對(duì)CEH終漂漿損失率的影響。

圖14 助劑BZ-2用量對(duì)漂漿損失率的影響

圖15 助劑TJ-1用量對(duì)漂漿損失率的影響

圖14和圖15顯示，助劑BZ-2的使用量相同時(shí)，氯用量對(duì)漂漿損失率影響不大；而助劑TJ-1影響則不同，高氯用量（2.6%）比低氯用量具有更高的漂漿損失率。也就是說(shuō)，低氯用量更易獲得低漂漿損失率，而且在低氯用量條件下，CEH漂漿損失率隨助劑添加量的增加呈下降趨勢(shì)。

從2組試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，2種用氯量漂白，加BZ-2助劑0.15%助漂時(shí)，漂損率比空白樣均低2百分點(diǎn)以上。加TJ-1助劑助漂時(shí)，則以用量為0.17%助漂的漿漂損率比其他2種加入量的漂損率相對(duì)低，但漂損率下降結(jié)果不如加BZ-2助劑0.15%助漂的效果理想。

3 結(jié)論

（1）在次氯酸鹽漂白中加入助劑，可抑制纖維素降解、提高纖維強(qiáng)度，具有降低漂白漿損失、提高得率的效果。

（2）同等條件下，助漂劑用量相同時(shí)，TJ-1助漂劑的白度、黏度值相對(duì)較高；加入BZ-2助漂劑總體漂損率較TJ-1助漂劑的稍低。

（3）助漂劑對(duì)漂白劑具有“活化”作用，降低漂白終點(diǎn)殘氯，穩(wěn)定白度，降低返黃值，2種助漂劑的以上加入量又以BZ-2助漂劑的效果稍好于TJ-1助漂劑。

（4）綜合常規(guī)CEH三段漂白漿各項(xiàng)指標(biāo)，BZ-2助漂劑加入量以0.15%、TJ-1助漂劑加入量以0.13%的效果較好。

（5）加入2種助劑助漂，可以考慮相應(yīng)減少有效氯的用量，特別是TJ-1助漂劑，在低氯用量條件下也具有良好的助漂效果。

［1］石淑蘭，何福望.制漿造紙分析與檢測(cè)［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003.

［2］國(guó)家輕工業(yè)局質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)處.中國(guó)輕工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

Study on Bleaching Assistant in Hypochlorite Bleaching

XIE Hong-wu1， MENG Yan-qiang2，PANG Ye-juan1，LIANG Jing-ning1
（1.Liuzhou LMZ Pulp&Paper Co.，Ltd.，Liuzhou 545011，China；2.Liuzhou Teachers College，Liuzhou 545004，China）

In this paper，effects of two bleaching assistants on pulp hypochlorite bleaching and final performance of CEH bleaching were investigated.It was found that addition of bleaching assistant had protection effect on pulp fiber，decreased bleaching loss and was beneficial to increase of brightness and viscosity of bleached pulp in the course of hypochlorite bleaching.Meanwhile，it could decrease final residual chlorine of CEH bleaching，and reduce yellowing effect of bleached pulp.

hypochlorite；bleaching assistant；CEH

TS727+.2

A

1007-2225（2012）06-0014-05

2012-07-24（修回）

謝鴻武先生（1963-），本科，工程師；主要從事造紙工藝研究。

蒙衍強(qiáng)先生；E-mail：mengyanq69@yahoo.com.cn。

本文文獻(xiàn)格式：謝鴻武，蒙衍強(qiáng)，龐業(yè)娟，等.次氯酸鹽漂白助劑的研究[J].造紙化學(xué)品，2012，24（6）∶14-18.