烘缸剝離劑的組成與作用效果

孫淑秀 陳少平 柯炳太 李遠(yuǎn)友 吳宗華（福建師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院, 福建 福州 350007）

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烘缸剝離劑的組成與作用效果

孫淑秀 陳少平 柯炳太 李遠(yuǎn)友 吳宗華
（福建師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院, 福建 福州 350007）

摘 要：分別制備了陽(yáng)離子型、陰離子型和非離子型大豆油乳液、微乳液以及礦物油微乳液，并考察了這些乳液的組成與烘缸剝離效果。結(jié)果表明：表面活性劑種類與用量對(duì)乳液的烘缸剝離效果影響大，水在乳液形成的膜上的接觸角越大，烘缸剝離效果越好。

關(guān)鍵詞：大豆油乳液 微乳液 烘缸剝離效果

0　前 言

隨著優(yōu)質(zhì)紙漿的日益減少，造紙中越來(lái)越多地使用劣質(zhì)紙漿，其中一些紙漿的纖維短，雜質(zhì)多且雜。再生漿中有較多的膠體物質(zhì)。這些雜質(zhì)和膠體物質(zhì)與烘缸有較大的黏接力。使用這些紙漿抄紙時(shí)，尤其是在抄造低定量紙時(shí)，需使用烘缸剝離劑。實(shí)踐證明，烘缸剝離劑系列產(chǎn)品對(duì)解決粘缸問(wèn)題有良好的效果，可減少干燥部斷頭，并能較大幅度地提高紙頁(yè)的平滑度、光澤度等性能指標(biāo)[1-2]。但對(duì)烘缸剝離劑的組成與性能關(guān)系的研究較少。為此研制了系列大豆油和礦物油乳液，考察了乳液的組成與烘缸剝離效果的關(guān)系，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高性能烘缸剝離劑。

1　試 驗(yàn)

和油混合并攪拌均勻即可。

1.3 烘缸剝離劑的性能測(cè)定

（1）剝離效果測(cè)定 。采用直接測(cè)定法，選擇紙張定量20 g/m2，配成紙漿濃度為0.4%，加入剝離劑的量為絕干漿的0.1%。在抄紙過(guò)程中，以內(nèi)添加的方式加入不同的烘缸剝離劑，在照片烘干機(jī)上模擬操作，考察表面活性劑種類對(duì)剝離效果的影響。噴涂時(shí)，將剝離劑乳液涂在烘干機(jī)的金屬板上，把不含烘缸剝離劑的濕紙貼在板上，同上述方法考察剝離效果。

（2）接觸角的測(cè)定。將一定量的烘缸剝離劑滴在載玻片上制成均勻的薄膜，烘干。在SL200B型接觸角測(cè)定儀上測(cè)定成膜后的接觸角。

（3）粒徑分布測(cè)定。將由陽(yáng)離子、陰離子及非離子3種表面活性劑制成的3種剝離劑及剝離劑樣品進(jìn)行粒徑分布測(cè)定。

1.1 儀器與原料

大豆油、礦物油、非離子表面活性劑（FBHJ-1、FBHJ-2、FBHJ-3）、陰離子表面活性劑（YBHJ）、陽(yáng)離子表面活性劑（CBHJ），均為工業(yè)品。

SL200B型接觸角測(cè)定儀，上海梭倫信息科技有限公司；MS2000激光粒度分析儀，（英國(guó)）馬爾文公司。

1.2 烘缸剝離劑的制備

采用直接乳化法，將乳化劑溶于水相，配成一定濃度的水溶液，然后將其與大豆油混合并攪拌，形成乳液。微乳液的制備是將一定量的乳化劑

2　結(jié)果與討論

2.1 烘缸剝離劑的性質(zhì)

將1.1中陳述的表面活性劑按一定比例混合，再與大豆油混合攪拌均勻，即可得到不同類型的大豆油乳液。乳化劑用量最小為3.33%時(shí)，就可形成大豆油乳液[3]。所研制的3種乳液的粒徑分布與商品大豆油乳液的粒徑分布大致相同，如圖1所示。從乳液的粒徑分布可以看出，陰離子體系的乳液粒徑較大，但是粒徑分布均勻；FBHJ-1體系的乳液粒徑較小，乳液穩(wěn)定；CBHJ的乳液粒徑較大，因而不穩(wěn)定。從乳化結(jié)果可知，YBHJ和FBHJ-1的乳化效果較好，而且比較穩(wěn)定。

圖1　不同體系的乳液粒徑分布

在FBHJ-1體系的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大乳化劑用量，可以形成大豆油微乳液，此時(shí)最低用量為15%。同樣方法，可將礦物油制成微乳液，此時(shí)的表面活性劑的最低用量為12%。大豆油乳液及微乳液和礦物油微乳液均為均一的穩(wěn)定乳液[4]?；拘阅苋绫?所示。

表1　大豆油乳液及礦物油微乳液的基本性質(zhì)

由圖2所示，表面活性劑的種類極大地影響水滴在剝離劑所形成膜上的接觸角。陰離子型和非離子型剝離劑的接觸角大，有較大的疏水性，后續(xù)研究的結(jié)果將表明接觸角越大，剝離劑的性能越好。

2.2 表面活性劑的種類與剝離效果

受條件的限制，本試驗(yàn)根據(jù)濕紙頁(yè)烘干后在金屬板上殘留的纖維多少，定性地將剝離效果分為好、一般和差。由圖3所示，陰離子型大豆油乳液的剝離效果好，而陽(yáng)離子型大豆油乳液的剝離效果差，非離子型大豆油乳液的作用效果介于二者之間，這與圖2所示的接觸角結(jié)果一致，表明表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)大豆油乳液的剝離效果影響大。在噴涂試驗(yàn)中，礦物油乳液也顯示同樣的結(jié)果。

圖2　不同樣品的接觸角

圖3　不同剝離劑的剝離效果

2.3 表面活性劑的用量與剝離效果

選擇剝離效果最好的由陰離子型大豆油乳液進(jìn)行試驗(yàn)，考察添加量對(duì)剝離效果的影響。添加量分別為0%、0.10% 、0.25%、0.50%、1.00%。

表3　不同烘缸剝離劑用量的剝離效果

在添加量為0.10%和0.25%時(shí)，剝離效果差。隨著所加的剝離劑用量增大，剝離效果也增大。這是因?yàn)椋涸跐{料中剝離劑表面的親水基因和纖維結(jié)合，使剝離劑留著于紙頁(yè)中；在烘干過(guò)程中，剝離劑受熱后，親油基因遷移轉(zhuǎn)向至紙頁(yè)與烘缸接觸的紙幅表面，從而改善紙頁(yè)與烘缸的結(jié)合情況，達(dá)到良好的剝離效果[5-6]。 剝離劑量越大，與紙漿纖維接觸的越多，其剝離效果就越好。

按照同樣的試驗(yàn)方法，研究對(duì)不同乳化劑用量的礦物油微乳液進(jìn)行剝離效果測(cè)試試驗(yàn)，采用的為表面涂布法。剝離效果如表4所示。隨著乳化劑用量越大，剝離效果越好。

表4　不同乳化劑用量的礦物油微乳液的剝離效果

2.4 商品烘缸剝離劑的性能比較

通過(guò)對(duì)比商品大豆油乳液、YBHJ體系和FBHJ-1體系大豆油乳液的剝離效果可知，在添加量為0.10%和0.25%時(shí)，3種剝離劑的剝離效果都差，F(xiàn)BHJ-1體系剝離劑的剝離效果和商品相近；陰離子體系的剝離劑剝離效果略好。在添加量為0.5%時(shí)，YBHJ體系和FBHJ-1體系大豆油乳液的剝離效果優(yōu)于商品大豆油乳液的。這可能是因?yàn)樗兄频脑囼?yàn)制得大豆油乳液中乳化劑性能比商品大豆油乳液的好，乳化劑用量少。乳化劑剝離效果更好，而且用量更少。

同樣用不同的紙漿（桉木漿、衛(wèi)生紙漿）進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果相同。

3　結(jié)束語(yǔ)

（1）采用簡(jiǎn)單的直接乳化法可制得的大豆油、礦物油乳液和微乳液。

（2）由陰離子表面活性劑制成的大豆油乳液的剝離效果比商品大豆油乳液的剝離效果好。

（3）水滴在剝離劑所形成膜上的接觸角越大，剝離劑的性能越好。

參考文獻(xiàn)

[1]邵利斌, 呂建平. 烘缸剝離劑在造紙中的應(yīng)用[J]. 造紙化學(xué)品, 2004(4): 42-44.

[2]陳繼偉, 李聰定. 淺談烘缸剝離劑的應(yīng)用[J]. 湖南造紙, 2011(2): 21-22.

[3]黃芬, 唐年初, 郭貫新, 等. 食品級(jí)大豆油W/O微乳液的制備研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2010(2): 281-282.

[4]陳薇, 王新偉. 烘缸剝離劑在造紙中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào), 2005(3): 7-10.

[5]許炯, 楊鳳杰, 陳亞花. 造紙烘缸剝離劑的應(yīng)用[J].中華紙業(yè), 2007(28): 46.

[6]崔正剛，殷福珊. 微乳化技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1992:73-77.

作者介紹：

孫淑秀（1990—） 女 碩士研究生在讀，主要從事精細(xì)化學(xué)品的研究。

郵箱：sunshine9_229@126.com.

陳少平（1956—） 女 博士 教授，主要從事造紙化學(xué)與精細(xì)化工方面的研究。

郵箱：chenshpn@fjnu.edu.cn.

通訊作者：