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在碱法蒸煮过程中,添加少量葸醌即能促进木素脱出,保护碳水化合物,降低纸浆硬度,提高纸浆得率,同时也能大大缩短蒸煮时间并节约用碱量。但晶体葸醌难溶于水,也不溶于碱,在蒸煮液中的分散性差,直接影响其应用效果,也使得大量葸醌被浪费。把蒽醌制备成O/W型葸醌乳液将可改善其应用效果。
本文采用两种方法,第一种:主要根据极性接近的原则筛选出合适的溶剂用于溶解葸醌。选择span和tween系列乳化剂进行复配,采用转相法进行乳化,制备稳定的O/W型葸醌乳液①。讨论了溶剂种类,溶剂用量,油相乳化所需HLB值,乳化剂选择和配比,乳化剂用量,乳化温度,转相温度,搅拌速度,乳化时间,加水量等因素对葸醌乳化效果的影响。基本确定葸醌乳液的制备条件为:葸醌用量为0.5g; DMF为溶剂,用量为20mL;乳化所需HLB值为13;Span80、Tween20为复配乳化剂,质量比为3:7;乳化剂用量为9%;乳化温度为105℃;转相温度为90℃;搅拌速度为1000r/min;乳化时间35min;加水量45mL。
第二种:选择甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为反应性功能单体,苯乙烯(St)为亲油性单体、丙烯酸羟乙酯(HEA)为亲水性单体,甲基丙烯酸丁酯(BMA)为亲油性单体,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,过硫酸钾为引发剂,采用无皂乳液聚合技术制备的聚合物乳液作为乳化葸醌的高分子乳化剂。讨论了软硬单体配比,功能单体DMC用量,引发剂用量,搅拌速度,反应温度,反应时间对制备产物的影响。确定其制备条件为:单体质量分数为20%;单体质量比m(St): m(BMA): m(DMC): m(HEA)为5:5:3:7;引发剂用量为0.5%;搅拌速度为350r/min;反应温度为90℃;反应时间为3.5h;在以上条件下制备的产物,其临界胶束浓度( CMC)为7.32×10-4mol/L及γ(CMC)为36.5mN/m,具有较高的表面活性,可作为乳化剂。
把制备的高分子乳化剂用于制备成O/W型葸醌乳液②。主要讨论高分子乳化剂中亲水性单体丙烯酸羟乙酯(HEA)含量,乳化剂用量,乳化温度,转相温度,乳化时间等因素对葸醌乳化效果的影响,确定其制备条件为:蒽醌0.5g;溶剂DMF用量20mL;加水量45mL;高分子乳化剂中HEA含量为35%;高分子乳化剂用量为6%;乳化温度为100℃;转相温度为85℃;乳化时间为40min;
采用碱法蒸煮,在用碱量、硫化度、液比和升温曲线都相同的条件下,将制备的蒽醌乳液①、②与晶体葸醌和进行蒸煮试验,主要考察这三种不同助剂对粗浆得率、细浆得率、高锰酸钾值、有效残碱等蒸煮效果的影响。蒽醌乳液①、②与晶体葸醌助剂相比,其粗浆得率分别提高0.88%、1.27%;细浆得率分别提高1.53%、2.14%;有效残碱分别提高0.08g/L、0.33g/L;其硬度高锰酸钾值分别降低0.8、1.2。结果表明蒽醌乳液①、②蒸煮效果与晶体蒽醌效果较好。而其中葸醌乳液②的蒸煮效果优于蒽醌乳液①。通过上述研究结果可以看出,蒽醌乳液在一定程度上改善了晶体葸醌分散性,增大了与蒸煮原料的接触面积,提高了碱液对原料的润湿渗透性,使蒸煮更加均匀,增强其在蒸煮中的效果。该研究是从一条新的途径上对葸醌蒸煮助剂进行的改进,具有一定的创新性和实用价值。