楊木化機漿使用熒光增白劑的增白性能研究

王 建 周曉偉 宮 偉

(陜西科技大學造紙工程學院,陜西西安,710021)

楊木化機漿使用熒光增白劑的增白性能研究

王 建 周曉偉 宮 偉

(陜西科技大學造紙工程學院,陜西西安,710021)

對比了液體熒光增白劑(OBA)及固體熒光增白劑(VBL)對楊木化機漿的增白效果,研究了表面噴淋及漿內添加熒光增白劑的增白效果。結果顯示,OBA對楊木化機漿的增白效果明顯好于VBL的;表面噴淋熒光增白劑的增白效果優于漿內添加的; OBA對染色和返黃后楊木化機漿的增白效果不同,表面噴淋0.5%的OBA,染色后白度75.8%的楊木BCT MP的白度提高11.2個百分點,白度達87.0%,與未染色的楊木BCT MP相比,增白后兩者的白度僅相差0.7個百分點,而白度為75.1%的返黃楊木BCT MP的白度只增加4.2個百分點,白度為79.3%。

楊木化機漿;熒光增白劑;增白效果

固體熒光增白劑(VBL)和液體熒光增白劑(OBA)是造紙常用的增白劑,用以提高紙張白度。化機漿高的松厚度、不透明度和低成本使得其在造紙工業的應用范圍越來越大[1-2],許多傳統意義上不含機械漿的紙種已經廣泛采用化機漿部分替代漂白硫酸鹽闊葉木漿[3-4]。然而,化機漿纖維會影響熒光增白劑的增白效果[5-7]。從生產實際來看,當化機漿配比超過50%,紙張的增白顯得較為困難,在生產相同白度紙張時需在漿內添加大量的熒光增白劑,不僅加大了增白成本,而且使系統濕部狀態變得更復雜。本研究以幾種楊木化機漿為實驗對象,探討熒光增白劑的增白效果。

1 實 驗

1.1 原料及儀器

楊木APMP,白度76.5%;楊木BCT MP,白度82.1%;漂白硫酸鹽針葉木漿,月亮牌,白度86.7%;漂白硫酸鹽闊葉木漿,自制,白度80.3%; OBA,Ciba,熒光強度40分;VBL,西安黃河,熒光強度98分;CPAM,Ciba,相對分子質量600萬,取自河南某廠。

抄片器(ZQJ1-159),陜西科技大學機械廠;油壓機(ZQYC-200),陜西科技大學機械廠;白度儀(WS-SD),溫州儀器儀表公司。

1.2 實驗方法

漿內添加熒光增白劑 在標準分散器內將楊木化機漿分散均勻,按照要求調節濃度,在低速攪拌下添加一定量熒光增白劑,繼續攪拌20 min,加入0.03%的CPAM(所有化學品用量均對絕干漿而言),攪拌混合均勻后使用Tappi抄片器抄造手抄片,在0.5 MPa的壓力下用油壓機壓榨3 min,壓榨后的手抄片在恒溫恒濕下風干后檢測白度(GB/T 7974—2002)。實驗過程中均使用蒸餾水配制藥液、稀釋漿料和抄造手抄片。

表面噴淋熒光增白劑 將楊木化機漿在標準分散器內分散均勻后加入0.03%的CPAM,混合均勻后使用Tappi抄片器抄造手抄片,在0.5 MPa的壓力下壓榨3 min,于恒溫恒濕下風干備用。將一定量的熒光增白劑利用噴霧器均勻噴灑在手抄片表面,風干后按照GB/T 7974—2002測試白度。

2 結果與討論

2.1 OBA對楊木化機漿的增白效果

表面噴淋和漿內添加不同用量的OBA對楊木化機漿進行增白,結果見表1。從表1可以看出,對100%楊木化機漿手抄片來說,OBA在表面噴淋后的增白效果略好于漿內添加的,但差距較小。在相同OBA用量下,楊木BCT MP的白度增值明顯高于楊木APMP的。表面噴淋0.5%的OBA,楊木BCT MP的白度可增加5.6個百分點,而楊木APMP的白度僅增加4.1個百分點。

2.2 VBL對楊木化機漿的增白效果

通過表面噴淋和漿內添加不同用量的VBL對楊木化機漿進行增白,結果見表2。從表2可以看出,對100%楊木化機漿手抄片來說,在表面噴淋VBL后的增白效果略好于漿內添加的,但差距較小。在相同VBL用量下,楊木BCT MP的白度增值略高于楊木APMP的,但差距較小。

對比表1和表2數據可知,對于100%楊木化機漿手抄片來說,OBA的增白效果遠好于VBL的。

表1 不同添加方式下OBA對楊木化機漿的增白效果

表2 不同添加方式下VBL對化機漿的增白效果

表3 表面噴淋OBA對不同特性楊木BCTM P手抄片白度的影響

2.3 漿料染色和返黃對OBA增白效果的影響

將所制備的楊木BCT MP手抄片在105℃下進行高溫返黃,控制返黃時間,得到不同白度的手抄片(手抄片1#和手抄片2#高溫返黃后白度分別為58.6%和75.1%)。利用OBA對這兩種不同白度的手抄片進行表面增白,其增白效果見表3。

用黃色染料對楊木BCT MP進行染色,用染色后的纖維制備手抄片,再用OBA進行表面噴淋增白,結果見表3。

從表3可以看出,楊木BCT MP手抄片經高溫返黃后再用OBA進行表面噴淋,其白度增值降低。通過表面噴淋0.5%的OBA,染色后白度為75.8%的楊木BCTMP手抄片的白度增加了11.2個百分點,白度達到87.0%,與未經處理的手抄片相比,增白后兩者的白度僅相差0.7個百分點;而白度為75.1%的返黃手抄片2#的白度增加4.2個百分點,白度達到79.3%,低于未經處理手抄片8.4個百分點。由于返黃前后楊木BCT MP的木素含量不變,可認為化機漿中存在的木素對返黃前后手抄片白度增值的影響不變;但返黃后楊木BCT MP的木素發色基團增加, OBA增白效果的減弱是木素發色基團增加所致。表3數據顯示,返黃前手抄片的初始白度為82.1%,高溫返黃后手抄片1#和手抄片2#的初始白度分別為58.6%和75.1%;在對這兩種手抄片表面進行增白時,雖然兩種紙張初始白度相差較大,但使用OBA進行表面增白,兩者白度增值卻相差較小,可能是由于相同量的OBA被噴涂于紙張表面的緣故。

值得注意的是,利用黃色染料對楊木BCT MP進行染色,期望可揭示返黃與染黃兩種不同的黃色色調對增白劑增白效果的影響,而實驗結果卻出乎意料。利用染色劑對楊木BCT MP進行染色,雖然降低了成紙白度,但卻提高了OBA的增白效果,其原因有待于進一步研究。

2.4 木素含量對OBA增白效果的影響

為了研究楊木BCT MP中木素對OBA增白效果的影響,利用漂白硫酸鹽針葉木漿與自制漂白硫酸鹽闊葉木漿的混合漿(打漿度約37°SR)抄造手抄片,對手抄片進行表面噴淋OBA,并與楊木BCT MP手抄片表面噴淋OBA進行比較,結果見表4。從表4可以看出,表面噴淋等量的OBA,漂白硫酸鹽漿手抄片的白度增值高于楊木BCT MP的,但兩者白度增值相近。因此,可認為化機漿中的木素對OBA增白效果影響較小。

表4 OBA對不同漿料的增白效果

3 結 論

3.1 液體熒光增白劑(OBA)對楊木化機漿的增白效果明顯好于固體熒光增白劑(VBL)的;增白劑添加方式會影響其使用效果,表面噴淋的增白效果優于漿內添加的。

3.2 OBA對染色和返黃后化機漿的增白效果不同。表面噴淋0.5%的OBA,染色后楊木BCT MP的白度由75.8%提高到87.0%,增加11.2個百分點;與未染色的手抄片相比,增白后兩者白度僅相差0.7個百分點;而返黃漿料的白度由75.1%提高到79.3%,僅增加4.2個百分點。

[1] 彭建軍,編譯.闊葉木BCT MP——提高松厚度、平滑度和不透明度[J].國際造紙,2003,22(6):1.

[2] Croon Ingemar.Fast growth ahead for aspen CT MP[J].Pulp&Paper International,1990,32(3):36.

[3] 周亞軍,鄒學軍.不含磨木漿紙中使用高得率漿以達到所需的產品性能[J].國際造紙,2007,26(2):6.

[4] 周亞軍,袁志潤.高得率漿的特性與應用[J].國際造紙,2007, 26(1):1.

[5] BorasL,Gatenholm P.Surface composition and morphology of CT MP fibers[J].Holzforschung,1999,53(2):188.

[6] 黃菊洪,姜玉峰.談現代造紙工業中熒光增白劑的選擇與應用[J].造紙化學品,2002(3):20.

[7] 劉軍鈦.熒光增白劑與高白紙張[J].中華紙業,2008,29 (10):66.

Abstract:In recent years,chemi-mechanical pulp with its unique properties has been found increased applications in many high grade papers.However,the characteristic of the pulp leads to the lower whitening efficiency of the fluorescent whitening agents that restricts the brightness of the papermade from chemi-mechanicalpulp.In thispaper,theOBA whitening agent andVBL whitening agentwere used to increase the brightness of aspen chemi-mechanical pulp.The results showed that the OBA whitening agent has higherwhitening efficiency than the VBL whitening agent.The ways of application will directly affect the whitening efficiency of brightening agent,and spraying on the surface of the paper ismore effective than adding in the furnish.The dyeing and brightness reversing of the pulp have different effects on the whitening efficiency ofOBA.The brightness of the papermade of the dyed pulp(brightness 75.8%)increases to 87.0%by spraying 0.5% OBA on the paper surface;the brightness of the papermade of the brightness reverse pulp(brightness 75.1%)increases to 79.3%.

Keywords:aspen chemi-mechanical pulp;fluorescentwhitening agents;whitening efficiency

(責任編輯:陳麗卿)

Research on theW hiten ing Efficiency of FluorescentW hiten ing Agents for Aspen Chem i-mechan ical Pulp

WANG Jian＊ZHOU Xiao-wei GONGWei
(College of Paper making Engineering,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an,Shaanxi Province,710021)
(＊E-mail:zzwangjian@sust.edu.cn)

TS727+.1

A

1000-6842(2010)03-0035-03

2010-03-29(修改稿)

王 建,男;在讀博士研究生;主要研究方向:造紙技術及造紙化學品。

E-mail:zzwangjian@sust.edu.cn